اثرات دیابت نوع 2 خطر اصلی ابتلا به بیماری آلزایمر است

محققان بتا آمیلوئید (Aβ) شناسایی شده در خون را شناسایی کرده‌اند که از بافت‌های محیطی منشا می‌گیرد و این پپتید بر روی سلول‌های β پانکراس برای سرکوب ترشح انسولین عمل می‌کند و در نتیجه سطح گلوکز خون را تنظیم می‌کند. این مطالعه که ما را ترغیب می کند هنگام استفاده از سطوح Aβ خون به عنوان نشانگر تشخیصی بیماری آلزایمر (AD) مراقب باشیم، در مجله منتشر شد. مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS).

پروفسور تاکامی تومیاما از دپارتمان علوم اعصاب ترجمه دانشکده پزشکی دانشگاه اوزاکا سیتی می گوید: «این اثر سرانجام پس از حدود 11 سال منتشر شد. “این نه تنها یک کشف آکادمیک است، بلکه پیامدهایی در نحوه تشخیص AD نیز دارد.”

بر اساس آنچه شناخته شده است، این مطالعه به دنبال کشف برخی مجهولات است. اول، از آنجایی که AD به دلیل تجمع Aβ در مغز ایجاد می شود، تصور می شود که سطوح Aβ در خون منعکس کننده آسیب شناسی در مغز است و در حال حاضر به عنوان یک نشانگر تشخیصی استفاده می شود. با این حال، Aβ از پروتئین پیش ساز آمیلوئید (APP) از طریق عملکرد دو آنزیم بتا و γ-سکرتاز تولید می شود و این مکانیسم در بسیاری از بافت های محیطی بدن، نه تنها در مغز، بیان می شود و باعث منشاء Aβ خون ناشناخته باقی بماند. دوم، مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده است که دیابت نوع 2 یک عامل خطر قوی برای ایجاد AD است، با این حال مکانیسمی که این دو بیماری را به هم مرتبط می کند، محققین را نیز نادیده گرفته است.

پروفسور تومیاما توضیح می‌دهد: «در مطالعات قبلی‌مان روی موش‌هایی که گلوکز تزریق شده‌اند، افزایش گذرا در گلوکز و انسولین را نشان دادیم تا در 15 دقیقه به اوج خود برسد، اما سطح Aβ خون حدود 30 تا 120 دقیقه بعد به اوج خود رسید.» علاوه بر این، مطالعات قبلی نشان داده است که مصرف خوراکی گلوکز برای افزایش سطح Aβ خون در بیماران مبتلا به AD. این یافته‌ها باعث شد که پروفسور و تیم تحقیقاتی وی این فرضیه را بررسی کنند که Aβ خون از بافت‌های محیطی (لوزالمعده، بافت چربی، ماهیچه‌های اسکلتی، کبد و غیره) ترشح می‌شود و ممکن است به متابولیسم گلوکز و انسولین کمک کند.

ابتدا، آنها اثرات گلوکز و انسولین را بر سطح Aβ خون موش‌هایی که به مدت 16 ساعت ناشتا بودند، بررسی کردند. نمونه های خون جمع آوری شده از ورید دم در فواصل 0، 15، 30، 45، 60، 120 و 180 دقیقه پس از تزریق، افزایش گذرا در گلوکز، انسولین و Aβ را نشان داد که مطالعات قبلی را تأیید می کند.

سپس، آن‌ها با تجویز Aβ و گلوکز به موش‌های روزه‌دار که نمی‌توانند Aβ تولید کنند، که موش APP نامیده می‌شود، تأثیر Aβ بر سطح انسولین خون را بررسی کردند. اندازه گیری انسولین در نمونه های خون در طول زمان نشان داد که Aβ افزایش تحریک شده توسط گلوکز در انسولین را سرکوب می کند.

با توجه به اینکه سطح Aβ خون بلافاصله پس از معرفی گلوکز و انسولین تغییر کرد، تیم بر روی پانکراس، بافت چربی، ماهیچه‌های اسکلتی، کبد و کلیه‌ها تمرکز کردند تا منشا Aβ خون را تعیین کنند. آنها گلوکز و انسولین را به بافت های زنده محیطی جدا شده اضافه کردند و Aβ ترشح شده را اندازه گرفتند. نتایج نشان داد که Aβ با تحریک گلوکز از پانکراس و با تحریک انسولین از بافت چربی، عضلات اسکلتی و کبد ترشح می‌شود. کلیه‌ها که در متابولیسم گلوکز یا انسولین نقشی ندارند، Aβ را بر اساس هر یک از محرک‌ها ترشح نمی‌کنند. آنها همچنین دریافتند که وقتی گلوکز و Aβ به بافت پانکراس اضافه می شود، سطح انسولین ترشح شده سرکوب می شود.

اکنون که منشا Aβ خون مشخص شده بود، تیم می خواست Aβ را در بافت های محیطی مورد مطالعه قرار دهد. پروفسور تومیاما می‌افزاید: «این می‌تواند سلول‌های درگیر با Aβ را مشخص کند. این کار علاوه بر تایید بیشتر یافته‌های ما، تصویر دقیق‌تری به ما می‌دهد که از آن می‌توانیم به مکانیسم‌های احتمالی مرتبط با دیابت نوع 2 و AD نتیجه‌گیری کنیم.

این تیم با استفاده از ایمونوهیستوشیمی برای استفاده از این واقعیت که آنتی بادی ها به پروتئین های خاصی متصل می شوند، با بافت لوزالمعده شروع به شناسایی Aβonly در انسولین (سلول های β) کردند. این تیم همچنین دریافتند که سلول‌های β موش‌های با تزریق گلوکز واکنش‌های ایمنی کمتری نسبت به انسولین Aβ و انسولین دارند، که نشان می‌دهد در دوره‌های ناشتا، Aβ و انسولین در سلول‌های β ذخیره می‌شوند و پس از تحریک با گلوکز در گردش آزاد می‌شوند. به طور مشابه، بخش‌های بافتی هر اندام هدف انسولین برای Aβ و مواد فعال زیستی خاص هر بافت، به نام ارگانوکین‌ها، تهیه و رنگ‌آمیزی شدند. Aβ با ارگانوکین‌های تمام بافت‌های اندام مورد آزمایش قرار گرفت، با واکنش‌های ایمنی کمتر در هنگام تحریک با انسولین.

پروفسور تومیاما می‌افزاید: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که Aβ و ارگانوکین‌ها در دوره‌های ناشتا ذخیره می‌شوند و زمانی که با انسولین تحریک می‌شوند در گردش آزاد می‌شوند.» “درکی جامع از عملکرد ارگانوکین Aβ محیطی چیزی است که امیدواریم در کارهای آینده توسعه دهیم.”

علاوه بر توضیحی در مورد منشا Aβ در خون، یافته‌های تحقیق مکانیسمی را پیشنهاد می‌کنند که دیابت نوع 2 یک عامل خطر قوی برای ایجاد AD است. در دیابت، سطح Aβ در خون به دلیل سطوح بالای گلوکز و انسولین به طور مداوم افزایش می یابد. این امر مانع خروج Aβ از مغز به اطراف می شود (انتقال از طریق سد خونی-مغزی و جریان مایع بدن از طریق پارانشیم مغزی به نام سیستم گلیمفاتیک)، و باعث تجمع Aβ در مغز و تبدیل به AD می شود.

پروفسور تومیاما نتیجه گیری می کند: «پیشنهادات عملی دیگری را می توان از این مطالعه به دست آورد، داده های ما نشان می دهد که از آنجایی که سطوح Aβ خون به طور قابل توجهی با رژیم غذایی نوسان می کند، هنگام تشخیص AD با Aβ خون باید مراقبت های ویژه ای انجام شود.»