Motion påverkar nyckelgener vid typ 2-diabetes

Att fysisk aktivitet kan förebygga diabetes och att det också kan ge sänkta blodsockervärden hos personer med typ 2-diabetes har visats i många studier. Men vad är det egentligen som händer i kroppen? Hur påverkas signalsystemen inne i muskelcellerna? Det här är några av de frågor som Anna Krook, professor i integrativ cellfysiologi, och hennes forskarkolleger vill ha svar på.

- Vår hypotes är att det finns vissa transkriptionsfaktorer som har en nyckelroll, det vill säga bestämmer vilka andra gener som ska aktiveras, när det gäller reglering av insulinkänslighet och cellens förmåga att ta upp glukos, blodsocker. Med våra studier försöker vi identifiera nya mekanismer och undersöker vilka gener som kan tänkas ha central betydelse.

Anna Krook har ägnat sin forskning åt att kartlägga olika signalvägar inne i skelettmuskelceller, både hos personer som ligger i riskzonen för typ 2-diabetes, hos diabetespatienter och hos friska. I en av hennes tidiga studier använde hon sig av prover tagna på löpare som just gått i mål i Stockholm Maraton.(!)

Införde tidigt nya metoder

Det handlar dels om att undersöka hur cellernas insulinkänslighet och glukosupptag påverkas av fysisk aktivitet, dels att försöka förklara vad det beror på att patienter med typ 2-diabetes kan reagera olika på samma grad av motion. Med hjälp av muskelbiopsier, små prov tagna från personer som ingår i studierna, görs analyser av cellaktiviteter. Anna Krook var först med att introducera den särskilda metod som sedan några år används på labbet och som innebär odling av primära skelettmuskelceller. Tekniken lärde hon sig under ett besök hos en forskarkollega i London. Anna Krook var också en av de första att använda sig av en speciell metod, RNAi, för att undersöka vilken betydelse olika gener har i humana celler.

Genom RNAi kan man stoppa den process som gör att det bildas ett visst protein och på det sättet få en uppfattning om vilken roll detta protein har - om det till exempel är en viktig länk i den signalkedja som styr cellens insulinkänslighet eller förmåga att ta upp blodsocker.

- En av de gener vi tittat på är transkriptionsfaktorn PPARdelta och som vi tror är en nyckelgen. Våra resultat visar att den har betydelse både för glukosupptag i cellerna och genom att påverka andra gener som bidrar till ökad fettförbränning. En snabb aktivering av PPARdelta ger en bättre klinisk bild. Vi försöker nu förstå varför aktiveringen sker olika snabbt hos olika personer, berättar Anna Krook.

Stor motionsstudie

I en större studie där resultaten nu analyseras samarbetar Anna Krook med flera andra forskningsledare på KI. I studien ingår närmare 400 personer, en grupp med typ 2-diabetes, en annan grupp med nedsatt glukostolerans samt friska kontroller. Hälften kvinnor, hälften män, de flesta i 60-årsåldern. Man har mätt blodsocker, blodtryck, blodfetter, kroppsvikt med mera före och efter försöksperioden. Alla deltagarna har gått stavgång fem timmar i veckan under fyra månader.

- I muskelceller tagna från lårmuskeln analyserar vi ett 50-tal gener som kan ha betydelse vid diabetes. Det är gener som reglerar glukos- och fettomsättning och som fungerar som transkriptionsfaktorer. Preliminära resultat visar att motionsprogrammet lett till förändringar i vissa genuttryck. Vi tittar också på ett antal cytokiner, signalmolekyler, bland annat en som kallas IL-6. Den frisätts vid motion från musklerna och vi tror att den har betydelse för glukosupptag och fettförbränning.

Ytterligare en transkriptionsfaktor som antas ha en central roll är MEF2. Den ökar efter träning och påverkar då aktiviteten av GLUT4, ett så kallat transportprotein som är nödvändigt för att glukos ska kunna tas in i cellen. MEF2 är alltså en viktig länk i signalkedjan.

De läkemedel som idag används vid diabetes påverkar i första hand levern (glukosproduktion) och bukspottkörteln, som producerar insulin. Men det finns inget som är riktat mot någon del i muskelcellerna. Anna Krook hoppas att forskningen på sikt ska leda till nya läkemedel men vägen dit är troligtvis lång.

Text: Ann-Marie Dock, publicerad i "Från Cell till Samhälle" 2010

Om forskningsämnet

Med uppskattningsvis 400 000 fall i Sverige räknas typ 2-diabetes som en av våra folksjukdomar. Den innebär bland annat att cellerna inte reagerar på insulin, de blir insulinresistenta. Upptaget av glukos försämras med höjda blodsockernivåer som följd. Motion och viktnedgång är två faktorer som kan förbättra värdena och minska risken att insjukna. Anna Krooks forskning är inriktad på att identifiera de gener som har en nyckelroll i muskelcellers signalsystem och som påverkar insulinkänslighet och metabolism.

Länkar

DiabetesProfessor