Biochemical Genetics Department

Αντίσταση στην ινσουλίνη και ο ρόλος των επαφών μεταξύ ενδοπλασματικού δικτύου και μιτοχονδρίων

Η ινσουλίνη είναι ορμόνη με κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση μεταβολικών διεργασιών η οποία εκκρίνεται από το πάγκρεας όταν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα αυξάνονται, π. χ. μετά από ένα γεύμα. Μεταξύ άλλων, η ινσουλίνη προάγει την πρόσληψη της γλυκόζης από περιφερικούς ιστούς όπως οι σκελετικοί μύες και ο λιπώδης ιστός ενώ παράλληλα αναστέλλει την παραγωγή γλυκόζης από το ήπαρ συμβάλλοντας με αυτό τον τρόπο στη διατήρηση σταθερών επιπέδων γλυκόζης στο αίμα. Ως αντίσταση στην ινσουλίνη περιγράφεται η μεταβολική διαταραχή κατά την οποία οι ιστοί παρουσιάζουν μειωμένη απόκριση στην δράση της ινσουλίνης με αποτέλεσμα τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα να παραμένουν αυξημένα. Ως συνέπεια του πιο πάνω και στην προσπάθεια του οργανισμού να μειώσει τα επίπεδα γλυκόζης, η έκκριση ινσουλίνης από το πάγκρεας αυξάνεται γι αυτό και η αντίσταση στην ινσουλίνη συνήθως συνοδεύεται από υπεργλυκαιμία και υπερινσουλιναιμία. Η αντίσταση στην ινσουλίνη αυξάνει σημαντικά τον κίνδυνο εμφάνισης διαβήτη τύπου 2 καθώς με την πάροδο του χρόνου το πάγκρεας αδυνατεί να ανταποκριθεί στις αυξημένες ανάγκες του οργανισμού για ινσουλίνη.

Καθώς η συχνότητα του διαβήτη τύπου 2 προσλαμβάνει επιδημικές διαστάσεις, η ανάγκη για αποτελεσματικές θεραπευτικές προσεγγίσεις γίνεται ακόμα πιο επιτακτική. Βασική προυπόθεση είναι η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στην πιο πάνω μεταβολική διαταραχή. Η ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη διέπεται από ιδαίτερη πολυπλοκότητα και περιλαμβάνει συνδυασμό γενετικών και διατροφικών παραγόντων. Έρευνα των τελευταίων χρόνων κατέδειξε ότι διαταραχές στην αλληλεπίδραση μεταξύ του ενδοπλασματικού δικτύου (ΕΔ) και των μιτοχονδρίων συμβάλει στην ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη. Παρότι διαταραχές στη συνοχή των φυσικών επαφών μεταξύ ΕΔ και μιτοχονδρίων έχουν αναγνωριστεί ότι ενέχονται στην ανάπτυξη αντίστασης στη ινσουλίνη η ακριβής φύση των διαταραχών αυτών (αν δηλαδή η αντίσταση στην ινσουλίνη σχετίζεται με την αύξηση ή τη μείωση των επαφών μεταξύ μιτοχονδρίων και ΕΔ) δεν είναι ξεκάθαρη λόγω αντικρουόμενων αποτελεσμάτων στη βιβλιογραφία.

Ερευνητικό έργο που χρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας και υλοποιήθηκε στο Τμήμα Βιοχημικής Γενετικής μελέτησε την αντίσταση στην ινσουλίνη σε ποντίκια με απάλειψη του γονιδίου για την πρωτεΐνη Stbd1, η οποία μεταξύ άλλων εντοπίζεται στις επαφές  μεταξύ ΕΔ και μιτοχονδρίων. Η μελέτη κατέδειξε ότι τα ζώα αυτά παρουσιάζουν μειωμένα επίπεδα γλυκογόνου στο ήπαρ και διαταραχές στο μεταβολισμό της γλυκόζης συμβατές με αντίσταση στην ινσουλίνη. Αυτές περιλαμβάνουν αυξημένα επίπεδα γλυκόζης και ινσουλίνης νηστείας στο αίμα, μειωμένη ενεργοποίηση της σηματοδότησης της ινσουλίνης σε ήπαρ και σκελετικούς μύες, μειωμένη απομάκρυνση της γλυκόζης από το αίμα και αυξημένα επίπεδα παραγωγής γλυκόζης στο ήπαρ. Οι πιο πάνω μεταβολικές διαταραχές σχετίζονταν με αύξηση των επαφών μεταξύ ΕΔ και μιτοχονδρίων στο ήπαρ και συμβατές με αυτή αλλοιώσεις στη μορφολογία των μιτοχονδρίων.

Τα αποτελέσματα της μελέτης συμβάλουν στην κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που διέπουν την ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη, καταδεικνύοντας το ρόλο της πρωτεΐνης Stbd1 στη ρύθμιση του μεταβολισμού της γλυκόζης και υποστηρίζοντας τη συσχέτιση μεταξύ αντίστασης στην ινσουλίνη και αυξημένων επαφών μεταξύ ΕΔ και μιτοχονδρίων.

Τα αποτελέσματα της μελέτης έχουν δημοσιευθεί στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Biochimie 

Πηγή: Kyriakoudi et al., Biochimie (2022), 200: 172-283