آلية جديدة تؤدي إلى مقاومة الأنسولين ومرض السكري من النوع 2
كشفت دراسة جديدة أن آلية تم اكتشافها حديثًا تؤدي إلى خلل في وظائف الكبد قد تكون عاملًا رئيسيًا في الإصابة بمرض السكري من النوع 2 وغيره من الاضطرابات الأيضية لدى الأفراد المصابين بالسمنة.
اضطراب التمثيل الغذائي
يؤدي الخلل الذي تم تحديده، وهو اضطراب التمثيل الغذائي للإنزيم المساعد الكبدي Q، إلى إنتاج كميات زائدة من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) بواسطة الميتوكوندريا في موقع محدد واحد في إنزيم يسمى المركب الأول.
ويقول الباحثون إن هذا الاكتشاف يوفر مسارًا محتملاً لعلاجات جديدة ودقيقة للأمراض الأيضية.
وقال المؤلف المشارك جوكهان إس. هوتاميلجيل، أستاذ علم الوراثة والتمثيل الغذائي: "توفر نتائجنا الخطوة الأولى نحو حل مشكلة معقدة في مجال أبحاث الأمراض الأيضية والتي استمرت لمدة ثلاثة عقود".
لطالما ارتبط الإفراط في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) بالسمنة والأمراض المرتبطة بالعمر، إلا أن سبب ومكان وكيفية إنتاج هذه الأنواع الزائدة من الأكسجين التفاعلي (ROS) ظل مجهولاً، مما يحد من التقدم نحو العلاجات الموجهة.
تساعد هذه الدراسة على سد هذه الفجوات المعرفية.
نُشرت الدراسة في مجلة Nature.
استقلاب العناصر الغذائية
تقوم الميتوكوندريا باستقلاب العناصر الغذائية، وتُنتج العناصر الأساسية اللازمة للحفاظ على التوازن الأيضي.
وخلال هذه العملية، تُنتج الميتوكوندريا أيضًا أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وهي جزيئات ضرورية، بكميات صغيرة ومُتحكم بها، لدعم وظائف الجسم الطبيعية، ولكنها قد تُسبب ضررًا عند إنتاجها بكميات كبيرة.
من المعروف أن الإفراط في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية هو نتيجة معروفة للسمنة، ولكن علاقتها بالاضطرابات الأيضية ذات الصلة، مثل مرض السكري من النوع 2، لم يتم فهمها بشكل جيد.
لتعزيز فهم إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (mROS) في الميتوكوندريا وعواقبه الصحية، ركّز الباحثون على الكبد، وهو عضو مركزي مسؤول عن توازن الجلوكوز والدهون، ولم يُدرَس بالتفصيل من حيث إنتاجه. استكشفت الدراسة جميع المصادر المحتملة لأنواع الأكسجين التفاعلية في الكبد لدى الفئران النحيفة والسمينة.
وجدت الدراسة أن أكباد الفئران البدينة فشلت في إنتاج كميات كافية من الإنزيم المساعد Q، وهو جزيء أساسي لإنتاج الطاقة.
يُحفّز هذا الخلل في أيض الإنزيم المساعد Q عملية غير عادية تُسمى النقل العكسي للإلكترون (RET) تحدث في إنزيم يُسمى المركب الأول، مما يُؤدي إلى زيادة إنتاج الميتوكوندريا لأنواع الأكسجين التفاعلية، وبالتالي خلل في عملية الأيض.
ولاحظ الباحثون تغيرات مماثلة في استقلاب أنزيم كيو عند تحليل الجينات وقياس نسب أنزيم كيو في الأشخاص الذين يعانون من اضطراب أيضي آخر، وهو مرض الكبد الدهني.
أظهرت دراسات سابقة أن التخلص من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) باستخدام مضادات أكسدة واسعة النطاق لم يُحسّن النتائج في حالات مثل السمنة ومقاومة الأنسولين وأمراض القلب والأوعية الدموية.
تقول ريناتا جونسالفيس، الباحثة الرئيسية في قسم الأيض الجزيئي، إن الدراسة الجديدة تُغير هذا المفهوم.
وأضافت: "بدلا من التدخلات الواسعة وغير الانتقائية، قمنا بالتحقيق بشكل منهجي في مصادر mROS، ونعرف الآن على وجه التحديد من أين يأتي الفائض ولماذا".
