Αυτό το τυφλό ψάρι δίνει στους επιστήμονες νέα προοπτική για τον Διαβήτη

Αυτό το ροζ μεξικάνικο ψάρι που ζει στα βράχια είναι εκπληκτικά παχουλό για ένα ψάρι που ζει σε ένα περιβάλλον με μεγάλη έλλειψη τροφής (φύκια)!

Μια ομάδα ερευνητών μελέτησε γιατί συμβαίνει αυτό και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι είναι πανομοιότυπο με ένα μηχανισμό που προκαλεί την αντίσταση στην ινσουλίνη στους ανθρώπους.

Τι κάνει η Ινσουλίνη

Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που παράγεται από το πάγκρεας για να βοηθήσει στη ρύθμιση της ποσότητας γλυκόζης στο αίμα. Όταν τρώμε, το σώμα μας μετατρέπει τους υδατάνθρακες σε γλυκόζη, την οποία το σώμα μπορεί να χρησιμοποιήσει ως καύσιμο.

Η ινσουλίνη δεσμεύεται στον υποδοχέα της επιφάνειας των μυϊκών, λιπωδών και ηπατικών κυττάρων, γεγονός που τα παρακινεί να πάρουν τη γλυκόζη από το αίμα.

Αυτή η διαδικασία επιστρέφει τα επίπεδα σακχάρου στο φυσιολογικό αφού η γλυκόζη πλέον έχει μπει στα κύτταρα και χρησιμοποιείται για τις λειτουργίες τους και δεν είναι «ελεύθερη» στο αίμα.

Το σώμα με τη σειρά του χρησιμοποιεί όση γλυκόζη χρειάζεται για ενέργεια (η γλυκόζη είναι το καύσιμο του σώματος) και την περίσσεια την αποθηκεύει για «αργότερα» με τη μορφή γλυκογόνου.

Τι κάνει η Γλυκαγόνη

Εάν κάποιος δεν φάει για ένα χρονικό διάστημα και τα επίπεδα του σακχάρου του στο αίμα πέσουν, το πάγκρεας απελευθερώνει μια δεύτερη ορμόνη, τη γλυκαγόνη. Αυτή κάνει το ακριβώς αντίθετο, «λέει» δηλαδή στο ήπαρ και τους μύες να μετατρέψουν το αποθηκευμένο γλυκογόνο σε γλυκόζη και να την απελευθερώσουν στην κυκλοφορία του αίματος, αποκαθιστώντας έτσι τα φυσιολογικά επίπεδα σακχάρου στο αίμα.

Αυτή η διαδικασία διατήρησης της ισορροπίας είναι γνωστή ως ομοιόσταση.

Υπάρχουν διάφορες μορφές διαβήτη, αλλά όλες εμποδίζουν την σωστή λειτουργία της ινσουλίνης, με αποτέλεσμα την αύξηση της γλυκόζης στο αίμα. Αυτό είναι σίγουρα επικίνδυνο για τους ανθρώπους, αλλά φαίνεται ότι η σοβαρή διαταραχή ενός είδους είναι το παραθυράκι επιβίωσης κάποιου άλλου…

Τα ψάρια Astyanax mexicanus

Τα μεξικανικά τετραψάρια (Astyanax mexicanus) αποτελούνται από δύο ξεχωριστούς πληθυσμούς. Υπάρχουν οι ασημένιοι πληθυσμοί των ποταμών, που ζουν στην επιφάνεια ηλιόλουστων νερών και έχουν μάτια, και υπάρχουν και οι ροζ πληθυσμοί, που δεν έχουν μάτια, που ζουν στα βράχια, στο σκοτάδι, κάτω από την επιφάνεια της Γης, οποίοι βιώνουν μεγάλες περιόδους στέρησης τροφής.

 

Είχε παρατηρηθεί ότι, όταν αυτοί οι πληθυσμοί (οι ροζ) λιμοκτονούν, χάνουν πολύ λιγότερο βάρος σε σύγκριση με τα ψάρια που ζουν στην επιφάνεια των νερών. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που συμβάλλουν σε αυτό, συμπεριλαμβανομένου του μειωμένου μεταβολικού ρυθμού και του αυξημένου σωματικού λίπους, αλλά οι γενετικές αλλαγές παρέμειναν μυστήριο.

Η μελέτη

Υπό την επίβλεψη του Nicolas Rohner του Ινστιτούτου Stowers στις ΗΠΑ, και με επικεφαλής τον βιολόγο Misty Riddle, μια ομάδα ερευνητών έχει πλέον διαπιστώσει ότι τα ψάρια αυτά έχουν αναπτύξει μια μεταλλαγμένη μορφή του υποδοχέα ινσουλίνης, έτσι ώστε η ινσουλίνη να μην δεσμεύεται.

Σε εργαστηριακό επίπεδο, οι ερευνητές εξέτασαν τόσο τους πληθυσμούς των ψαριών που ζουν στα ποτάμια όσο και τους πληθυσμούς των βράχων, και μελέτησαν τη γλυκόζη στο αίματος τους. Διαπίστωσαν λοιπόν ότι τα ροζ ψάρια των βράχων είχαν υψηλότερα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα από ό, τι τα ασημένια που ζουν στα ποτάμια, τόσο μετά τη σίτιση όσο και κατά τη βραχυχρόνια νηστεία.

Ωστόσο, μετά από μακροχρόνια νηστεία -21 ημέρες- τα ροζ ψάρια είχαν μια πολύ μεγαλύτερη πτώση της γλυκόζης αίματος από ό, τι τα ασημένια.

Αυτό υποδηλώνει ότι η κακή ρύθμιση της ομοιόστασης της γλυκόζης αίματος είναι χαρακτηριστική των πληθυσμών των ροζ ψαριών.

Για να ερευνήσουν τον υποκείμενο γενετικό μηχανισμό, οι ερευνητές εξέτασαν τις αλληλουχίες όλων των γνωστών γονιδίων της ινσουλίνης, χρησιμοποιώντας προηγούμενα δεδομένα αλληλουχίας γονιδιώματος. Εκεί βρέθηκε μια κωδικοποιητική διαφορά στο γονίδιο του υποδοχέα ινσουλίνης μεταξύ των ροζ και των ασημένιων ψαριών, σε συσχετισμό με την αντίσταση στην ινσουλίνη.

Αυτή η μετάλλαξη δείχνει το υπόλειμμα αμινοξέος προλίνη που αντικαθίσταται με λευκίνη. Αυτή η γενετική αλλοίωση έχει εμπλακεί σε τουλάχιστον δύο γνωστές περιπτώσεις σπάνιας διαταραχής που ονομάζεται σύνδρομο Rabson-Mendenhall, η οποία χαρακτηρίζεται από σοβαρή αντίσταση στην ινσουλίνη.

Τα αποτελέσματα

Παρά την υπεργλυκαιμία και το λιπώδες ήπαρ (και τα δύο αυτά σχετίζονται με τον διαβήτη τύπου 2), τα ροζ ψάρια παρουσίασαν λιγότερα σημάδια γήρανσης σε σύγκριση με τα «ξαδέρφια» τους. Δεν υπήρχε επίσης διαφορά στην πτώση της γονιμότητας, υποδεικνύοντας ότι το εξελικτικό «κόστος» της ανθεκτικότητας στην πείνα (στη φυσιολογική υγεία) είναι ήσσονος σημασίας.

«Αυτό σημαίνει ότι μπορεί επίσης να έχουν εξελίξει αντισταθμιστικούς μηχανισμούς για να παραμένουν υγιείς» ανέφεραν οι ερευνητές. Αυτοί οι πιθανοί μηχανισμοί αξίζουν σίγουρα περαιτέρω διερεύνηση.

«Τα ευρήματά μας καθιστούν το ροζ ψάρι των βράχων ως πρότυπο με το οποίο θα διερευνηθεί η ανθεκτικότητα στις παθολογικές καταστάσεις της δυσλειτουργίας της διαβητικής ομοιοστασίας της γλυκόζης» τονίζουν οι επιστήμονες. «Επιπλέον, τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν τα ακραία φυσιολογικά μέτρα που μπορούν να εξελιχθούν σε κρίσιμα μεταβολικά μονοπάτια για να αντιμετωπίσουν εξαιρετικές περιβαλλοντικές προκλήσεις».

Η μελέτη έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό Nature