Questo amminoacido potrebbe migliorare il controllo del glucosio nel diabete?
La scoperta di un effetto precedentemente sconosciuto dell'amminoacido alanina sul metabolismo cellulare potrebbe portare a nuovi farmaci per il controllo a breve termine della glicemia.
Gli amminoacidi sono piccole molecole di mattoni che il corpo utilizza per produrre proteine. L'alanina è classificata come un amminoacido non essenziale perché il corpo può produrlo senza doverlo reperire dal cibo.
Gli scienziati del Joslin Diabetes Center e della Harvard Medical School, entrambi a Boston, MA, hanno ora scoperto un ruolo nuovo e unico per l'alanina studiandola in cellule di laboratorio e topi.
Sembra che l'amminoacido attivi un enzima chiamato AMP chinasi (AMPK) che aumenta la produzione di energia nelle cellule. Ciò si traduce in una riduzione a breve termine della glicemia che non coinvolge l'insulina.
Un documento di studio sui risultati è ora disponibile nella rivista Metabolismo molecolare.
"L'AMPK", afferma la dottoressa Mary-Elizabeth Patti, autrice senior dello studio, professore associato di medicina presso la Harvard Medical School e ricercatrice presso il Joslin Diabetes Center, "è un enzima nelle cellule di tutto il corpo che si attiva quando i nutrienti vengono forniti sono bassi o in risposta all'esercizio. "
AMPK e metabolismo
È possibile che la scoperta sull'effetto dell'alanina su AMPK possa alla fine portare a una pillola che una persona può ingerire prima di un pasto per esercitare un effetto temporaneo sul metabolismo del glucosio.
"Tuttavia, questa è una ricerca in una fase iniziale e dobbiamo testare il concetto sia nei topi che, in ultima analisi, negli esseri umani", aggiunge il dott. Patti.
Gli scienziati sapevano già che l'AMPK aiuta a regolare il metabolismo a livello cellulare, tissutale e sistemico in risposta ai livelli di nutrienti.
AMPK ottiene questo risultato in diversi modi. Nelle cellule, ad esempio, quando riceve il segnale di trigger, attiva i geni che aumentano la produzione di energia.
"L'AMPK è una buona cosa", spiega il dottor Patti, "e può anche essere attivato da una varietà di trattamenti per il diabete di tipo 2, come la metformina".
Il diabete di tipo 2 si sviluppa dall'insulino-resistenza, una condizione in cui il corpo non risponde adeguatamente all'insulina, l'ormone che aiuta le cellule ad assorbire e utilizzare lo zucchero nel sangue o il glucosio.
Circa il 90-95% dei 30 milioni di persone negli Stati Uniti con diabete ha il diabete di tipo 2. Sebbene il diabete di tipo 2 si manifesti tipicamente dopo i 45 anni, sta diventando sempre più comune nei giovani adulti e nei bambini.
Alanina "AMPK costantemente attivato"
La dottoressa Patti e il suo team volevano scoprire se qualche particolare amminoacido attivava l'AMPK. Volevano anche capire come funziona il meccanismo di attivazione a livello cellulare e sistemico.
Hanno iniziato esaminando diversi amminoacidi utilizzando cellule epatiche di ratto. Hanno usato le cellule del fegato perché il fegato svolge un ruolo chiave nel controllo del glucosio nel corpo.
"L'alanina era l'unico amminoacido che era costantemente in grado di attivare l'AMPK", osserva il dottor Patti.
Nella fase successiva dello studio, il team ha confermato che l'alanina stava innescando l'attività metabolica di AMPK. Hanno anche eseguito test per confermarlo nelle cellule del fegato di esseri umani e topi.
Tutti i test hanno dimostrato che l'alanina ha attivato l'AMPK in cellule epatiche di ratto, topo e umano, indipendentemente dal fatto che i livelli di glucosio nelle cellule fossero alti o bassi.
L'alanina ha abbassato il glucosio nei topi
Gli scienziati hanno quindi eseguito test su topi vivi. Hanno visto che i livelli di AMPK nei topi sono aumentati quando hanno somministrato agli animali dosi orali di alanina. Hanno anche scoperto che i topi trattati con alanina prima di ricevere una dose di glucosio hanno sviluppato livelli più bassi di glucosio.
Ulteriori test hanno rivelato che lo stesso meccanismo era presente nei topi con e senza obesità, anche se il glucosio spesso metabolizza in modo diverso nei topi sottopeso e sovrappeso.
In una serie finale di esperimenti, i ricercatori hanno rivelato che i cambiamenti nei livelli di glucosio non erano il risultato della secrezione di insulina e glucagone. Invece, erano dovuti all'AMPK che aiutava il fegato a utilizzare il glucosio e rilasciarne meno modificando il processo di metabolismo cellulare.
"Tutti questi dati insieme suggeriscono che gli amminoacidi, e in particolare l'alanina, possono essere un modo potenziale unico per modificare il metabolismo del glucosio".
Dott.ssa Mary-Elizabeth Patti
