Bệnh tiểu đường làm giảm đáng kể khả năng tự làm sạch của thận

 

Quá trình dọn dẹp tự nhiên được gọi là autophagy, có nghĩa đen là "tự ăn", và nó thường xuyên diễn ra khắp cơ thể chúng ta khi các mảnh vụn, như protein bị gấp khúc và các cơ quan tế bào bị hư hại gọi là ty thể, được đóng gói vào một bao màng kép, sau đó bị phá hủy bởi các enzym. giúp giữ cho các tế bào và các cơ quan hoạt động ở mức cao
Dong, tác giả tương ứng của nghiên cứu, cho biết: “Tôi nghĩ nó cũng gợi ý rằng chúng ta có một lộ trình mục tiêu để ngăn ngừa hoặc làm chậm sự tiến triển của suy thận. ở Augusta. Tiến sĩ Zhengwei Ma, cộng sự nghiên cứu MCG, là tác giả đầu tiên.

Bệnh tiểu đường ảnh hưởng đến khoảng 100 triệu người trưởng thành ở Hoa Kỳ, bệnh thận do tiểu đường là một biến chứng chính của bệnh tiểu đường và là nguyên nhân hàng đầu của bệnh thận mãn tính và suy thận, theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh.

Các nhà khoa học như Dong nghiên cứu sự giao thoa nguy hiểm của bệnh tiểu đường và thận đã đưa ra những báo cáo trái ngược nhau về trạng thái autophagy: Một số cho rằng nó tăng lên, những người khác cho rằng nó giảm. Dong và các đồng nghiệp của anh ấy đã tìm thấy cả hai đều đúng.

Họ nhận thấy mức độ autophagy một cách tự nhiên, ban đầu tăng lên để đáp ứng với căng thẳng của bệnh tiểu đường, nhưng nhanh chóng giảm xuống do một loại protein được biết đến nhiều nhất là chất ức chế khối u kích hoạt một microRNA thường không liên quan đến việc điều chỉnh autophagy.

Điều gì tiếp theo là sự phát triển quá mức không lành mạnh - của các tế bào riêng lẻ và cơ quan - được gọi là phì đại, sẹo, viêm và tràn protein vào nước tiểu, một dấu hiệu cổ điển cho thấy thận đang bị suy.

Dong nói: “Điều này giúp chúng tôi không chỉ hiểu được hiện tượng - rằng có sự kích hoạt ban đầu, sau đó nó giảm xuống - mà còn hiểu được điều gì thực sự gây ra sự điều hòa giảm đó trong trạng thái bệnh tật”.

Chất ức chế khối u đã biết là p53, microRNA là miR-214 và gen autophagy mà cặp này âm mưu ngăn chặn là ULK1, một trong những gen đầu tiên được tìm thấy để điều chỉnh chức năng trao đổi chất quan trọng này.

Để đo lường tác động của con đường này đối với quá trình tự thực hiện, họ đã sử dụng mức độ của protein LC3, được tìm thấy trong màng của các bao tải đó, nơi các bộ phận tế bào được chất đống để loại bỏ, được coi là một dấu hiệu sinh học đáng tin cậy về mức độ tự động.

Họ liên tục tìm thấy ở cả động vật và con người, hoạt động cao hơn của p53 và miR-214 và ULK1 thấp hơn và tự động hít thở trong một khoảng thời gian tương đối ngắn.

Ví dụ, trong mô hình chuột mắc bệnh tiểu đường loại 1, lúc 9 tuần tuổi, không có sự khác biệt về dấu ấn sinh học autophagy so với đối chứng khỏe mạnh.

Hai tuần sau, dấu ấn sinh học thấp hơn một chút ở những con chuột mắc bệnh tiểu đường, và đến 11 tuần tuổi, nó thấp hơn đáng kể. Những con chuột mắc bệnh tiểu đường nhìn chung nhỏ hơn nhưng có thận lớn hơn do phì đại và có dấu hiệu tổn thương ống thận, bao gồm sẹo và viêm.

"Ban đầu có sự gia tăng, sau đó giảm và nó tiếp tục đi xuống", Dong nói, đồng thời lưu ý mối liên hệ rõ ràng giữa ít autophagy và phì đại nhiều hơn. Đến 20 tuần, có protein trong nước tiểu và suy thận. Các tế bào thận được ủ trong môi trường glucose cao cũng cho thấy sự gia tăng ban đầu này, sau đó ít nhất là một ngày sau đó, quá trình autophagy giảm xuống, Dong nói.

Khi họ loại bỏ gen autophagy, cả bệnh suy thận và phì đại thận thậm chí còn trở nên tồi tệ hơn, và khi họ kích hoạt gen, nó sẽ ngăn chặn sự tiến triển đi xuống.

Họ phát hiện ra trong con đường động này rằng autophagy giảm xuống vì mức độ của gen kích hoạt autophagy ULK1 giảm đáng kể và ULK1 giảm xuống do miR-214 tăng lên.

Có khoảng 30 gen liên quan đến autophagy và họ tìm thấy ULK1 thường xuyên nhất trong các mô hình bệnh tiểu đường của họ và trong sinh thiết thận của bệnh nhân tiểu đường.

Vì vậy, họ đã sao lưu một bước để tìm ra thứ đang điều chỉnh miR-214 và tìm thấy p53, chất ức chế khối u cũng được biết là điều chỉnh chu kỳ tế bào và họ cũng nghĩ là chất phản ứng căng thẳng, có khả năng giúp loại bỏ các tế bào xấu.

Khi chúng loại bỏ hoặc triệt tiêu miR-214 khỏi các tế bào của ống dài ngay khỏi bộ phận lọc của thận, nơi thường xảy ra rất nhiều sự tái hấp thu các thành phần có giá trị như protein và axit amin, sự biểu hiện của ULK1 và hoạt động autophagy không giảm ở Bệnh tiểu đường.

Thận ít phát triển quá mức không lành mạnh và chức năng thận tốt hơn, được chỉ ra bởi lượng protein tràn ít hơn. Vì vậy, họ đã quay lại một lần nữa, lần này đã chặn p53 và thấy mức miR-214 không tăng lên và lợi ích về cơ bản của việc chặn hành động của nó là giống nhau.
Khi họ so sánh mẫu người của bệnh nhân tiểu đường với mẫu sinh thiết của thận khỏe mạnh, không có mẫu bình thường nào có dấu hiệu của p53 nhưng nó có mặt trong 15 trong số 20 mẫu sinh thiết của bệnh nhân bị tiểu đường và các giai đoạn khác nhau của các vấn đề về thận liên quan.

Cũng có những phát hiện tương tự về miR-214. Những quả thận khỏe mạnh cho thấy mức độ ULk1 cao như bình thường và sinh thiết bệnh tiểu đường có mức độ thấp của gen autophagy tiền tuyến được thiết lập tốt này.

Dong nói: “Chúng tôi có một con đường tín hiệu rất quan trọng đối với sự phì đại, chết tế bào và viêm nhiễm ở bệnh tiểu đường, cuối cùng dẫn đến suy thận, và việc can thiệp vào con đường đó có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong cuộc sống của những bệnh nhân có thận. nguy cơ.
Ông nói: “Thay vì tiến triển thành suy thận trong 10 đến 12 năm, chúng ta có thể làm chậm nó xuống 20 hoặc 30 năm hoặc ngăn nó xảy ra”.

MiR-214 là một mục tiêu can thiệp hợp lý bởi vì nó rõ ràng là đứng trong phương thức tự phục hồi khi đối mặt với bệnh tiểu đường và thường không có vai trò rõ ràng trong chức năng thận, Dong nói. Ông nói, p53 có thể không phải là mục tiêu tốt cho một vấn đề mãn tính như bệnh thận do tiểu đường vì chức năng rõ ràng của nó như một chất ức chế khối u, tuy nhiên việc tăng mức độ ULK1 là một khả năng điều trị khác.

Dong cho biết phì đại là một phần của quá trình gây bệnh dẫn đến suy thận, vì các tế bào ống phải làm việc nhiều hơn và kết quả là lớn hơn, giống như cơ cánh tay phản ứng với việc nâng tạ, nhưng đến một lúc nào đó nó sẽ dẫn đến rối loạn chức năng. Autophagy được kích hoạt để bảo vệ các tế bào ống thận đó.

Dong nói: “Điều này giúp tế bào chống lại căng thẳng để có thể tồn tại. Và nó có thể là sự khác biệt cơ bản về khả năng phục hồi của thận sau một chấn thương thận cấp tính, như tên gọi của nó, cho thấy một số loại tổn thương đột ngột đối với thận như tắc nghẽn lưu thông máu hoặc bỏng nghiêm trọng.

Ông Dong nói: “Chúng tôi biết ở những bệnh nhân bị chấn thương thận cấp, kết quả rất khác nhau ở những người khác nhau. Thận của những người nói chung khỏe mạnh có xu hướng phục hồi khi được chăm sóc thích hợp, trong khi những người có các vấn đề sức khỏe hiện có ảnh hưởng đến thận, như tăng huyết áp và tiểu đường, hoặc chỉ đơn giản là trên 75 tuổi, có thể dẫn đến suy thận, cần phải chạy thận hoặc cấy ghép nội tạng. để tồn tại.

Được biết, autophagy có tác dụng bảo vệ và kích hoạt trong một ca chấn thương thận cấp tính và Dong có ý kiến ​​rằng có thể trong bệnh tiểu đường, khả năng bảo vệ bị mất hoặc ít nhất là suy giảm.

Một nghiên cứu tiếp theo của một nhà điều tra khác cho thấy những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 liên quan đến béo phì đã bị suy giảm khả năng tự động thở dốc, điều này phù hợp với những gì họ thấy trong phòng thí nghiệm, vì vậy ông quyết định tập trung vào lý do tại sao lại giảm.

Những thay đổi về trao đổi chất xảy ra ở bệnh tiểu đường, như lượng glucose cao, viêm nhiễm và stress oxy hóa; cơ quan năng lượng tế bào, được gọi là ty thể, có thể rối loạn chức năng; và lưới nội chất nơi các protein được gấp lại đúng cách, có thể bị phá vỡ.

Thận có thể phát triển lớn hơn, ban đầu có khả năng thích ứng với môi trường làm việc đầy thử thách, nhưng nếu tiếp tục, thận, giống như một quả tim bị suy, có thể trở nên to ra và chức năng của nó giảm hoặc bị phá hủy, Dong nói.

Các nhà khoa học viết: Bệnh nhân tiểu đường phát triển phì đại có nhiều khả năng mắc bệnh thận giai đoạn cuối. Mặc dù anh ấy không chắc chắn rằng autophagy bị suy giảm hoàn toàn giải thích được sự phát triển không lành mạnh nhưng anh ấy tin rằng nó góp phần vào việc đó.

Căng thẳng tế bào là nguyên nhân chính dẫn đến mức độ tự động tự phục hồi thấp, được gọi là cơ bản, luôn diễn ra khắp cơ thể. Các vấn đề với autophagy đã có liên quan đến các bệnh từ ung thư đến Alzheimer và bệnh tim, và nó cũng liên quan đến bệnh tiểu đường.

Một số tế bào cần quá trình tự động thực hiện nghiêm ngặt hơn, như các tế bào thần kinh hoạt động cao được cho là tồn tại suốt đời và các tế bào podocyte bao quanh các mao mạch nhỏ trong khoảng 1 triệu đơn vị lọc bên trong mỗi quả thận.

Dong nói: “Bạn cần phải giữ cho chúng trong tình trạng khỏe mạnh trong suốt cuộc đời,” các tế bào podocyte có chức năng giữ chặt các mao mạch với ít phần mở rộng như bàn chân và rất cần thiết cho vai trò lọc thiết yếu của thận, giống như ngăn chặn các protein. mất trong nước tiểu.

Tế bào ống thận, là trọng tâm của nghiên cứu, và mang nước tiểu ra khỏi bộ phận lọc về phía bàng quang, lọc muối và nước trên đường đi, là loại tế bào thận nổi bật nhất và chúng thường hoạt động tốt với mức độ autophagy tương đối thấp. , Dong nói.

Bằng chứng về sự thanh thải không đầy đủ các thành phần rối loạn chức năng đã được tìm thấy trong các tế bào ống của thận, và có sự đồng thuận rằng autophagy bị suy giảm trong tình trạng thận phổ biến này, Dong nói.

Cả bệnh tiểu đường loại 1 và 2 đều có xu hướng mắc bệnh suốt đời và thận là mục tiêu ban đầu của lượng glucose cao trong máu, làm tổn thương các mạch máu, có thể làm tăng huyết áp, gây ra nhiều tổn thương hơn. Cuối cùng, những quả thận quá khổ sẽ bị teo lại vì thoái hóa và tạo sẹo.