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Come si sviluppa il danno dei vasi sanguigni da alte concentrazioni di glucosio

Un meccanismo nelle cellule che allineano i nostri vasi sanguigni e li aiuta a processare il glucosio diventa incontrollato nel diabete e potrebbe essere collegato alla formazione di coaguli di sangue e infiammazione secondo i ricercatori dell’Università di Warwick.

Riportato in un nuovo studio in scientific reports condotto dalla dott.ssa Naila Rabbani della Warwick Medical School, con ulteriori ricerche i risultati potrebbero aiutare a identificare nuovi modi per prevenire il danno d’organo da complicazioni nel diabete.

La ricerca esamina l’impatto delle normali e alte concentrazioni di glucosio sulle cellule endoteliali umane, che formano il rivestimento dei nostri vasi sanguigni. Aumentando la concentrazione di glucosio nel terreno di coltura, i ricercatori hanno modellato gli effetti dell’iperglicemia su questo tipo di cellule.

L’iperglicemia è la condizione in cui il livello di glucosio nel sangue di un individuo è anormalmente alta ed è comunemente causato dal diabete.

I ricercatori hanno confermato che il metabolismo del glucosio nelle cellule endoteliali è aumentato in alte concentrazioni del medesimo. Hanno dimostrato per la prima volta che ciò si verifica perché un enzima che metabolizza il glucosio in queste cellule, chiamato esochinasi-2 (HK2), si degrada più lentamente in alta concentrazione di zuccheri e quindi metabolizza più glucosio del normale. L’aumento del metabolismo del glucosio è il driver della disfunzione metabolica delle cellule endoteliali nel modello d’iperglicemia.

Sono stati in grado di correggere questo effetto utilizzando un nuovo integratore alimentare precedentemente sviluppato dal gruppo di ricerca chiamato induttore di glyoxalase 1 o induttore di Glo1.

Hanno anche scoperto che l’effetto HK2 era il meccanismo principale che aumentava la formazione di una sostanza reattiva derivata dal glucosio chiamata metilglyoxal (MG), nota per essere aumentata nel diabete e legata al danneggiamento di cellule del sangue, reni, retina e nervi nelle braccia e nelle gambe dal diabete – la cosiddetta complicazione vascolare diabetica.

L’MG lega e modifica le proteine, causandone il divaricamento. In questo studio i ricercatori hanno identificato 222 proteine ??suscettibili alla modificazione di MG e questo attiva un sistema di sorveglianza della qualità delle proteine ??chiamato risposta proteica dispiegata, che rimuove le proteine ??danneggiate. Quando la risposta proteica dispiegata è sovraccaricata di un alto livello di substrato proteico misfoldato, provoca una risposta infiammatoria e aumenta il rischio di formazione di coaguli di sangue. Questi processi contribuiscono al danno dei vasi sanguigni coinvolti nello sviluppo della complicazione vascolare del diabete.

La dott.ssa Naila Rabbani, della Warwick Medical School, ha dichiarato: “I meccanismi di sensibilità dell’organo al danno da alte concentrazioni di glucosio nel diabete sono ancora poco conosciute e è necessario un miglioramento urgente nel trattamento della complicazione diabetica. Il nostro studio fornisce un passo avanti nella comprensione di questi meccanismi.

“La nostra ricerca ha identificato un probabile passo chiave, l’aumento di HK2, nell’iniziazione dello sviluppo di danni ai vasi sanguigni nell’iperglicemia legata alle complicanze vascolari del diabete, come malattie renali, danni alla retina negli occhi e nei nervi alle braccia e gambe, e aumento del rischio di malattie cardiache – la principale causa di morte prematura nel diabete. Esplicitamente, abbiamo dimostrato come un nuovo tipo di trattamento, induttore Glo1, può correggere questo e merita considerazione nella ricerca di trattamenti migliori per le complicanze diabetiche. “

La ricerca è stata condotta in collaborazione con il professor Paul Thornalley, ora direttore del Diabetes Research Center, Qatar Biomedical Research Institute (QBRI), Hamad Bin Khalifa University (HBKU) in Qatar. Il team di ricerca sta lavorando per confermare e sviluppare questa ricerca, per sviluppare ulteriori prove dell’importanza di HK2 e MG nella disfunzione cellulare e nel danno d’organo nel diabete e nei benefici del trattamento con induttore Glo1 per il diabete e le complicanze diabetiche.

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