Moleculair verband tussen hoge glucose en stofwisselingsziekte
Wetenschappers aan de Johns Hopkins zeggen dat zij
een verband hebben ontdekt tussen chronische hoge bloedsuikerspiegel
en verstoring van de mitochondriën, de krachten achter de
metabolische energie dat levende cellen begeleidt. De ontdekking, op
27 april online gemeld in Proceedings of the National Academy of
Sciences, werpt licht op de lang verborgen band, zeggen ze, wat
uiteindelijk kan leiden tot nieuwe manieren om diabetes te voorkomen
en te behandelen.
"Suiker zelf is niet giftig, dus is het een
raadsel waarom een hoge bloedsuikerspiegel zo'n diepgaand effect kan
hebben op het lichaam", zegt Gerald Hart, Ph.D., directeur van het
Johns Hopkins University School of Medicine Department of Biological
Chemistry . "Het antwoord lijkt te zijn dat een hoge
bloedsuikerspiegel de activiteit verstoort van een molecule die is
betrokken bij tal van processen in de cel."
Eerdere experimenten door andere onderzoeksgroepen
hadden aangetoond dat een hoge bloedsuikerspiegel van onbehandelde
diabetes de activiteit van de mitochondriën verandert; deze zetten
voedingsstoffen om in bruikbare energie voor de cellen. Om erachter
te komen waarom, vergeleek, postdoc Partha Banerjee, Ph.D., de
enzymen in de mitochondria van de harten van ratten met diabetes met
die van gezonde ratten. Hij keek naar de verschillen in de
hoeveelheid van twee enzymen die een molecuul genaamd O-GlcNAc
toevoegen en weghalen aan/uit eiwitten. Hart's onderzoeksgroep
bestudeerde gedurende 30 jaar het gebruik van O-GlcNAc door de
cellen om te bepalen hoe voedingsstoffen en energie worden verwerkt.
Banerjee vond dat de niveaus van één enzym
O-GlcNAc transferase, dat O-GlcNAc toevoegt aan eiwitten hoger was
bij de diabetische mitochondria rat, terwijl de niveaus van het
enzym dat O-GlcNAc laag waren.
"We hadden verwacht dat de enzym niveaus
verschillend zouden zijn bij diabetes maar niet zo’n groot
verschil", zegt Banerjee. Hij en zijn collega's vonden ook dat de
lokatie van één van de enzymen in de mitochondria anders was bij de
diabetische muizen. Energieproductie vereist een ingewikkelde
wisselwerking tussen enzymcomplexen ingebed in de mitochondriale
membranen, elk met een eigen functie. O-GlcNAc transferase wordt
normaal gevonden in één van die complexen, maar bij de diabetische
muizen waren veel gemigreerd naar de binnenzijde van de
mitochondriën, zegt Banerjee.
Het netto effect van de uitwisseling van
O-GlcNAc-gerelateerde activiteit, zegt Hart, is energieopwekking in
de mitochondria minder efficiënt te maken zodat de mitochondria meer
warmte beginnen produceren en en moleculen als bijproducten van het
proces vernietigen. De lever start dan een antioxidant proces voor
het neutraliseren van zogenaamde vrije radicalen die meer glucose
maken waardoor de bloedsuikerspiegel verder verhoogt.
Het vinden van een medicijn dat de activiteit van
het enzym O-GlcNAc normaliseert, zegt hij, zou een effectieve manier
kunnen zijn om diabetes te voorkomen of te behandelen.
Vertaling: Andre Teirlinck
Wil je op de hoogte blijven van de laatste
artikelen abonneer je
dan op onze gratis nieuwsbrief. [Klik
hier]
