Ogni volta che mangiamo, il livello di glucosio nel nostro corpo aumenta. Questo stimola il nostro meccanismo pancreatico in azione e attraverso intricati meccanismi fisiologici, vengono prodotte quantità appropriate di insulina, i nostri livelli di glucosio nel sangue sono controllati e rimaniamo sani. Ma quando una persona si concede ripetutamente cibi ad alto contenuto di grassi a lungo termine, il proprio pancreas è costantemente sovrastimolato, contribuendo alla fine al suo danno e compromettendone la funzione. Ciò aumenta il rischio di sviluppare il diabete di tipo 2, in cui i meccanismi di controllo del livello di glucosio diventano sbilenchi.
Oggi, i cibi ricchi di grassi sono diventati un luogo comune, così come il diabete. La necessità di progettare nuove strategie di trattamento contro il diabete sta raggiungendo il picco. Ma per trovare una terapia efficace, è essenziale chiarire i meccanismi cellulari causali al centro. Ora, un gruppo di ricercatori giapponesi, guidato dal dottor Shoen Kume del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), ha svelato un meccanismo chiave attraverso il quale è regolata la funzione pancreatica. I loro risultati sono pubblicati sulla rivista Diabetes dell’American Diabetes Association.
Il pancreas contiene “cellule beta”, che secernono insulina in eccesso in risposta all’eccesso di glucosio e acidi grassi nella dieta. La dopamina, o l’ormone del “benessere” comunemente noto per indurre sensazioni di piacere, è ciò che controlla i livelli di insulina, quando viene prodotta insulina in eccesso. Nel pancreas, una proteina chiamata VMAT2 trasporta la dopamina in sacche chiamate “vescicole” per proteggerla dalla degradazione da parte della monoamino ossidasi (MAO). La dopamina immagazzinata nelle vescicole viene quindi rilasciata insieme all’insulina nello spazio extracellulare delle cellule beta, dove si lega al suo recettore specifico sulla membrana plasmatica delle cellule beta e funge da freno per la secrezione di insulina. Quindi, attraverso la modulazione della dopamina, VMAT2 regola anche i livelli di insulina pancreatica.
Nel frattempo, la degradazione della dopamina da parte dei MAO produce un tipo di sostanza chimica chiamata “specie reattiva dell’ossigeno”, che se generata in eccesso danneggia le cellule beta.
Ma come si collegano tutti questi punti? “Volevamo capire il meccanismo esatto con cui VMAT2 e la segnalazione della dopamina regolano la funzione delle cellule beta e l’omeostasi del glucosio”, dice il dott. Kume.
A tal fine, il dottor Kume e il team hanno creato un modello di topo geneticamente mutante, le cui cellule beta sarebbero carenti nella proteina VMAT2: il topo “?Vmat2KO”. Hanno quindi condotto esperimenti in cui hanno alimentato questi e topi selvatici sia con una dieta regolare che con una dieta ricca di grassi e hanno monitorato i successivi cambiamenti nella loro struttura e funzione delle cellule beta nelle settimane successive. Subito dopo essere stati nutriti, i topi ?Vmat2KO, come previsto, hanno mostrato una maggiore secrezione di insulina. Ma con l’esposizione prolungata a una dieta ricca di grassi, hanno mostrato sia una ridotta tolleranza al glucosio e all’insulina che un fallimento delle cellule beta.
Ciò ha spinto i ricercatori a dedurre quanto segue: una dieta ricca di glucosio e grassi induce l’aumento simultaneo della produzione di insulina e dopamina. Ma quando VMAT2 manca dalla cellula beta, la dopamina rimane esposta a MAO e viene degradata da essa. Tuttavia, all’aumentare della quantità di dopamina, la sua reazione con MAO produce rapidamente il perossido di idrogeno delle specie reattive dell’ossigeno. Nel tempo, questo costante stress ossidativo porta alla perdita e al fallimento delle cellule beta. Pertanto, una dieta ricca di grassi accelera il fallimento delle cellule beta e potrebbe causare lo sviluppo del diabete nei topi betaVmat2KO man mano che invecchiano.
In questo scenario, VMAT2 protegge le cellule beta dallo stress ossidativo che una dieta ricca di grassi induce nei pazienti con diabete.
“Siamo entusiasti di scoprire che VMAT2, la proteina ampiamente nota per il suo ruolo cruciale nel trasporto e nella conservazione della dopamina all’interno delle cellule beta pancreatiche, svolge anche un ruolo così critico nella risposta della cellula alla nutrizione in eccesso, come una dieta ricca di grassi”, Dice il dottor Kume. “I nostri risultati sottolineano la possibilità di utilizzare VMAT2 come obiettivo per nuovi approcci terapeutici contro il diabete”.