Pochłanianie jelitowe, czyli jak naprawdę działa popularny lek na cukrzycę
Teraz naukowcy odkryli, że substancja ta w istocie przekształca komórki jelitowe człowieka w pochłaniacz cukru, prowadząc do obniżenia poziomu glukozy we krwi.
Dowody na istnienie tego mechanizmu sięgają 1989 roku, kiedy francuski badacz metabolizmu Jean Girard wraz ze współpracownikami opublikował pracę opisującą, w jaki sposób metformina zwiększała ilość glukozy wchłanianej przez jelita szczurów. Kiedy jednak po ostatecznym zatwierdzeniu leku przez amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA) w 1995 roku wznowiono intensywne badania, naukowcy w większości skupili się na teorii, zgodnie z którą metformina ogranicza produkcję glukozy w wątrobie. „Wyglądało to tak, jakby wcześniejsza wiedza naukowa w ogóle nie istniała” – mówi Stephen O’Rahilly, badacz metabolizmu z University of Cambridge, który nie brał udziału w nowych badaniach.
Później radiolodzy odkryli, że podczas pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) metformina może sprawiać, że jelita pacjentów „rozświetlają się jak latarnia morska” – mówi O’Rahilly. (W tej wersji badania stosowano znacznik, który trafia do tkanek zużywających cukier.) Z czasem badacze metabolizmu zaczęli podejrzewać, że wchłanianie cukru przez jelita może mieć istotne znaczenie, i wrócili do wcześniejszych badań. Niedługo potem Judy Hirst, biolog mitochondriów z University of Cambridge, odkryła, że przy bardzo wysokich stężeniach metformina hamuje wykorzystywanie tlenu przez mitochondria.
W nowym badaniu biolog mitochondriów z Northwestern University Navdeep Chandel wraz z zespołem chciał ustalić, jak połączyć te dwa odkrycia: że metformina zwiększa wchłanianie glukozy przez jelita, a jednocześnie hamuje wykorzystywanie tlenu przez mitochondria. Oddychanie komórkowe, w którym komórki przekształcają cukry w energię, zachodzi w mitochondriach. Dlatego zespół Chandela zastąpił mitochondrialny kompleks I, enzym niezbędny do oddychania komórkowego, enzymem drożdżowym niewrażliwym na działanie metforminy, o którym naukowcy wiedzieli, że może pełnić część tych samych funkcji w jelitach myszy. U tych myszy oddychanie komórkowe przebiegało zgodnie z oczekiwaniami, ale metformina nie obniżała poziomu cukru we krwi.
Naukowcy doszli do wniosku, że gdy metformina gromadzi się w wystarczająco dużym stężeniu i hamuje wykorzystywanie tlenu przez mitochondria, skłania komórki jelitowe do przejścia na inną ścieżkę metaboliczną, w której do produkcji energii zużywają znacznie więcej cukru. Wynik ten jest nieintuicyjny, zwłaszcza w świetle potencjalnego związku metforminy z działaniem przeciwstarzeniowym. „Wszyscy mówią, że jeśli chodzi o długowieczność, trzeba pobudzić mitochondria – mówi Chandel. – Tymczasem metformina odwracalnie i przejściowo hamuje ich działanie”.
„Szerszy wniosek – dodaje – jest taki, że hamowanie aktywności mitochondriów może być korzystne, jeśli zachodzi w odpowiednich komórkach i przez odpowiednio długi czas, bez narażania organizmu na szeroko zakrojoną toksyczność inhibitora mitochondriów”.
Nowe wyniki opisano w czasopiśmie „Nature Metabolism”.