Per un osservatore casuale , vedere un ragazzo quattordicenne dare calci al pallone nel parco con i suoi amici sembra normale con tutta l’energia da bruciare per la sua età . Ma il ragazzo ha diabete di tipo 1 , una malattia autoimmune cronica debilitante che spesso si manifesta nei primi anni dell’adolescenza . Il suo pancreas non è in grado di produrre l’ormone insulina – che regola il glucosio, l’adolescente deve farsi iniezioni di insulina più volte al giorno .
Ma mentre questo trattamento aiuta a mantenere sotto controllo l’iperglicemia ,ovvero tenere a bada il livello dello zucchero nel sangue, mette contestualmente l’adolescente a rischio di ripetuti episodi di ipoglicemia , ovvero troppo poco zucchero nel sangue .
Mentre gli amici non- diabetici del ragazzo , dopo aver sperimentato un naturale calo di zucchero nel sangue durante l’esercizio fisico , possono istintivamente bere per una bevanda zuccherata per restituire i livelli di glucosio nel sangue così da tornare alla normalità , l’adolescente diabetico non lo fa . Questo perché il trattamento con insulina può a volte provocare nei diabetici la perdita di conoscenza quando stanno affondando nell’ipoglicemia . Come risultato estremo: l’adolescente potrebbe scivolare in coma e morire .
“Mentre la maggior parte di noi percepisce ipoglicemia come un fastidio che può farci sentire sfocata la visione o farci perdere un po’ di controllo del moto , se grave può effettivamente causare convulsioni , coma e anche la morte “, ha detto Casey Donovan , professore di scienze biologiche presso USC Dornsife . ” E a differenza dell’iperglicemia che nel diabete può persistere molti anni per poi diventare letale , le gravi complicanze di una profonda ipoglicemia possono svilupparsi in poche ore .”
Negli ultimi sette anni , Donovan e il neuroscienziato Alan Watts hanno collaborato alla ricerca dei meccanismi centrali o fisiologici che sono importanti nella normalizzazione dei livelli di glucosio nel sangue . La ricerca era sostenuta dal National Institutes of Health e della Juvenile Diabetes Research Foundation .
La loro rivoluzionaria nuova ricerca si concentra sull’identificazione dei meccanismi coinvolti nella rilevazione ipoglicemia . Ciascuno dei loro risultati, che potrebbe avere conseguenze di vasta portata per lo sviluppo di terapie d’insulina di tipo 1 e diabete di tipo 2 , è presentato in due articoli pubblicati insieme online l’11 aprile e 16 nella rivista scientifica Diabetes .
Attualmente, più di 371 milioni di persone nel mondo hanno il diabete . Entro il 2030 , si prevede che il numero salirà a 552 milioni , secondo l’ International Diabetes Federation . I Centri per il Controllo delle Malattie e la Prevenzione riferiscono che quasi 26 milioni di americani sono diabetici . L’importo della spesa per i costi sanitari legati al diabete nei soli Stati Uniti equivale a più di 245 miliardi dollari , secondo l’Istituto Nazionale del Diabete e Malattie Digestive e Renali .
Il documento dal team Donovan e Watts ‘è il primo a collegare rilevamento periferico del glucosio con l’attivazione cerebrale durante l’ipoglicemia , un passo fondamentale nel permettere al corpo di ripristinare i normali livelli di zucchero nel sangue .
“Il diabete è una delle principali cause di morte “, ha detto Donovan . ” L’ipoglicemia è importante perché è attualmente il limite principale nel trattamento di pazienti diabetici insulino-dipendenti . ”
L’insulina muove glucosio dal flusso sanguigno e blocca in su sotto forma di glicogeno nel fegato e tessuto muscolare dove può essere utilizzato per carburante . Questo a sua volta riduce i livelli di glucosio nel sangue .
La terapia insulinica è stato ampiamente utilizzata per il trattamento di diabetici di tipo 1 ed la metodica si sta estendendo per trattare il diabete di tipo 2 . A differenza di tipo 1 i pazienti diabetici di tipo 2 hanno un presupposto tale a quello di una persona normale con insulina sufficiente , ma le loro cellule non sono in grado di utilizzare l’insulina , con conseguente aumento dei livelli di glucosio nel sangue .
Tuttavia, come Watts , professore di neurobiologia , ha avvertito , la terapia insulinica stessa può essere problematica.
“E’ spesso difficile valutare la quantità di insulina necessaria per ridurre i livelli di glucosio . Un effetto collaterale molto pericoloso della terapia insulinica è il rischio del paziente di diventare ipoglicemico , ” ha detto. “La sfida , in particolare con diabete di tipo 1 , è quello di gestire in modo efficace la terapia insulinica per cui i pazienti non vanno in shock ipoglicemico . ”
Tuttavia , una tendenza verso un trattamento più aggressivo del diabete induce altri incidenti ipoglicemizzanti .
Il risultato finale , Donovan ha detto , è un circolo vizioso .
«Più strettamente i medici cercano di controllare il glucosio nel sangue dei pazienti , e più episodi di ipoglicemia vivono gli stessi. E con più episodi vissuti che si vivono meno possibilità hanno di contro-disciplinare o combattere l’insorgenza di una ipoglicemia e così queste persone diventano sempre più inclini a diventare ipoglicemici . ”
La radice del problema , Donovan ha detto , è che il corpo diventa sempre più incapace di rilevare lo zucchero a livelli bassi nel sangue è.
“Il nostro obiettivo è quello di capire come il corpo rileva l’insorgenza di ipoglicemia e utilizza tali informazioni per ripristinare i livelli di glucosio nel sangue , in modo da poter migliorare le terapie esistenti o svilupparne di nuove.”
Per più di 100 anni si è creduto che la diagnosi ipoglicemica avvinesse esclusivamente nel cervello . Ma circa 20 anni fa , Donovan e colleghi hanno cominciato a fornire la prova di sensori critici periferici situati nella vene mesenteriche – grandi portali che drenano l’intestino e forniscono la maggior parte del flusso di sangue al fegato per poi spegnersi nella circolazione generale .
Anche se è ormai generalmente accettato che abbiamo sensori periferici, così come i sensori centrali, come, i due interagiscono e quali sono i loro rispettivi ruoli resta in gran parte sconosciuto .
“E’ il primo documento , per l’autore il Dott. MaryAnne Bohland Matveyenko , a dimostrare che vi sia un collegamento funzionale diretto tra il rilevamento del glucosio nel sangue di lenta insorgenza , o clinica , ipoglicemia e l’attivazione del cervello “, ha detto Donovan .
Durante la loro ricerca Bohland , Donovan e Watts mappati nel rombencefalo e l’ ipotalamo . Concentrandosi sull’rombencefalo hanno scoperto che se l’input sensoriale dalla vena porta viene eliminato , c’è molta poca attivazione nel rombencefalo durante la lenta insorgenza dell’ipoglicemia .
“Questo dimostra chiaramente che il cervello non è in grado di rilevare l’ipoglicemia nella maggior parte delle condizioni fisiologiche a meno che non abbia questo ingresso periferico “, ha detto Donovan . “Ma i neuroni nel rombencefalo continuano a rispondere a ipoglicemia con rapida insorgenza anche in assenza di sensori periferici . ”
I ricercatori hanno anche confermato che il midollo spinale è il percorso fisico per le informazioni che dalla vena porta viaggia verso il rombencefalo, ribaltando la convinzione precedente che è stata trasmessa attraverso il nervo vago .
“Nel secondo studio il Dott. Anne Jokiaho , ha poi scoperto che una delle principali connessioni neuronali tra il rombencefalo e l’ ipotalamo non è necessaria quando si verifica un rapido calo di glucosio . Ma è assolutamente essenziale nella lenta insorgenza dell’ipoglicemia “.
Questa è la prima volta che un componente del cervello ha dimostrato di essere coinvolto con diversi tipi di ipoglicemia .
Alla fine , le complicazioni della gestione terapie insulina rappresentano un grave problema e ottenerle nel modo giusto è assolutamente fondamentale per le persone con diabete.
“Questa ricerca potrebbe avere conseguenze di vasta portata per il modo in cui i trattamenti sono sviluppati , in particolare per il trattamento indotto da ipoglicemia “, ha detto Donovan .