Sofia Andersson: Närgångna studier av insulin- utsöndringen

Share |

Våra studier visar att flera faktorer kan leda till en förändrad insulinutsöndring (exocytos), från mutationer i gener till funktionen av proteiner, och att försämrad exocytos direkt samverkar med försämrad insulinfrisättning. Sålunda torde dessa omständigheter bidra till förhöjda sockernivåer i typ 2 diabetes.

Här sammanfattar Sofia Andersson, Lunds universitetets Diabetescenter, själv sitt avhandlingsarbete.

Genom att noggrant utreda de exakta mekanismerna som styr den försämrade exocytosen hoppas vi att framtidens medicinering kan bli mer individualiserad och bättre riktad mot specifika proteiner eller processer för att förebygga, eller underlätta behandlingen av, skadligt förhöjda blodsockernivåer vid typ 2 diabetes.

Socker är en livsviktig energikälla, men lagom är bäst

Socker i mat förs ut till blodet och används som energi i kroppen. För mycket socker skadar blodkärlen så att risken för hjärtinfarkt ökar, medan för låga nivåer leder till akut energibrist framförallt i hjärnan vilket kan resultera i koma.

Bukspottskörteln har sensorer som känner av sockernivån i blodet och motverkar för högt eller för lågt socker genom hormonfrisättning. Vid höga sockernivåer frisätts hormonet insulin vilket signalerar att fettet, musklerna, levern och hjärnan skall samla upp socker från blodet så att mängden ”fritt” socker minskar.

Ifall sockernivån sjunker till för låga nivåer upphör bukspottskörteln att frisätta insulin och börjar istället leverera ett annat hormon, glukagon, som signalerar till levern att den skall frisätta socker till blodet. På så sätt balanserar bukspottskörteln, via insulin och glukagon, hela tiden blodets sockernivå.

Tre källor till skadligt höga sockernivåer hos diabetiker

Vid typ 2 diabetes är tre skeden framträdande, antingen var för sig eller i kombination:

1) Frisättning av glukagon trots normala eller förhöjda blodsockernivåer leder till att höja sockerhalten ännu mer

2) Högt sockerintag leder till ökad frisättning av insulin vilket kan leda till en slags utbrändhet i fettet och musklerna som ständigt stimuleras och dessa blir tillslut resistenta mot insulin

3) Frisättningen av insulin från bukspottskörteln försämras vilket leder till att inte tillräckligt med insulin finns i omlopp för att sänka blodsockret.

I denna avhandling har jag främst undersökt det tredje skedet; Olika faktorer som kan leda till att frisättningen av insulin försämras.

Hur insulin hamnar i blodet – Exocytos

Inne i bukspottskörtelns celler ligger insulinet förpackat i kapslar. Vid höga sockernivåer smälter kapslarna samman med cellens skal så att insulinet hamnar i blodet. Denna sammansmältning kallas i vetenskapliga termer för exocytos.

Exocytosen sker med hjälp av snaror på kapslarna som binder in till två kompletterande snaror (Syntaxin1A och SNAP25) i cellens skal. Vidare finns det strukturer (t.ex. Synaptotagminer) som agerar ”klister” och förbättrar snarornas inknytning. Vår hypotes är att olika delar av exocytosen är försämrad vid typ 2 diabetes.

Typ 2 diabetes i vårt DNA

Stx1A, SNAP25 och Synaptotagminer är alla proteiner. Information som behövs för att kunna bilda proteiner finns lagrat i våra gener i spiraler av DNA-strängar inuti varje cell. Varje individs DNA genomgår spontana förändringar (mutationer).

I de flesta fall gör dessa mutationer inte någon skillnad, men ibland förbättras eller försämras funktionen hos de proteiner som bildas från en muterad gen.

Risken att utveckla typ 2 diabetes är delvis ärftlig. Därför försöker man undersöka gener för att se om det finns mutationer som är extra vanliga hos människor med diabetes, och i så fall, om mutationerna gör att motsvarande protein förändras.

DNA-strängarna består inte enbart av proteinbildande gener, det finns också delar av DNA som bildar ytterst små partiklar som inte är protein. Dessa kallas för microRNA och justerar faktiskt hur mycket protein som bildas från generna och leder oftast till att mindre protein bildas.

Fem studier av Exocytos

I denna avhandling har jag i fem delar studerat olika aspekter av den exocytotiska processen:

1) Vi har studerat strukturen och funktionen av proteinet SNAP25 och kommit fram till att skilda delar av SNAP25 bidrar till olika steg under exocytosen av insulin.

2) Vi har också undersökt celler som innehåller glukagon och studerat om det finns mindre SNAP25 och Syntaxin1A i cellens skal vid förhöjda sockernivåer. Vi kom fram till att deras placering i cellen är sockerberoende och att de är nödvändiga för att exocytosen av glukagon ska fungera normalt.

3) Vidare har jag undersökt proteinmängder hos personer med typ 2 diabetes. Vi fann att individer med typ 2 diabetes generellt har mindre Syntaxin 1A och Synaptotagmin och att människor som har färre av dessa proteiner tenderar att ha högre blodsockernivåer, vilket vi tolkar som att de har en försämrad exocytos som bidrar till att de har mindre insulin i blodet.

4) Flera forskare har visat att fyra gener ofta är muterade hos människor med typ 2 diabetes. Vi undersökte om dessa gener parallellt ger en större effekt än om man har varje muterad gen för sig. Vi kom fram till att ju fler av dessa muterade gener en individ har, desto sämre fungerar insulinfrisättningen.

5) En tidigare studie har visat att råttor med diabetes har högre halter av ett specifikt microRNA som minskar mängden av ett protein som ingår i exocytosen. När vi förhindrade funktionen av detta microRNA bildades mer av proteinet och exocytosen förbättrades i insulin-innehållande celler.

Text: SOFIA ANDERSSON

Artikeln är tidigare publicerad på diabetesportalen, 11 maj 2012

 

Det går inte att kommentera denna artikeln. Hör gärna av dig till info@vetenskaphalsa.se om du har frågor eller synpunkter

Sofia Andersson disputerade nyligen med avhandlingen Exocytosis in Type 2 Diabetes- Functional and genetic studies of hormone secretion.  Privat foto.

RELATERAT MATERIAL

Läs mer

Diabetesportalen

Vetenskaplig information

Länk till Sofia Anderssons avhandling

Loggor - Region Skåne, Lunds universitet

Aktuellt om vetenskap & hälsa - populärvetenskapligt om medicinsk forskning från Lunds universitet och Region Skåne

Om webbplatsen
Om tidskriften Aktuellt om vetenskap & hälsa

Artiklar i fokus

Specialister på medfödda hjärtfel samlas i Lund
Specialister på medfödda hjärtfel samlas i Lund
Kvinnan gravid – då blir mannen mindre fysiskt aktiv
Kvinnan gravid – då blir mannen mindre fysiskt aktiv
Prisbelönad forskning om barncancer
Prisbelönad forskning om barncancer
Kan bi-bakterier ersätta antibiotika?
Kan bi-bakterier ersätta antibiotika?

Vad forskar du om?