Cukrovka, diabetes, glukózotoleranční faktor, GTF, inzulín, chróm, receptor

Glukózotoleranční faktor

Historie glukózotolerančního faktoru

Po objevení inzulínu a jeho zavedení do lékařské praxe se postupem času registrovaly případy, které jakoby vybočovaly z jakéhosi pomyslného schématu léčby cukrovky pomocí injekčního podávání inzulínu. Zpočátku se tyto odchylky připisovaly nestandardnosti připravovaného inzulínu, což se i z dnešního pohledu jeví jako zcela logický závěr. Je třeba si uvědomit, že výroba inzulínu procházela svými dětskými nemocemi a několik let trvalo, než bylo možné dodržet určitý standard, co se týče kvality a účinnosti inzulínu.

02-0079 escherichia coli

Po zavedení metodiky stanovení inzulínu v krvi se začalo ukazovat, že ne vždy má působení inzulínu stejný fyziologický efekt, i když jeho koncentrace byla stejná. Od 50. let se objevily první úvahy o tom, že by mohla existovat v těle ještě nějaká další látka, která by mohla mít na účinek inzulínu nějaký vliv.

Chróm ovlivňuje využití glukózy

Ve stejné době biochemici zaměřili svoji pozornost na studium působení vitamínů a minerálních prvků na metabolické pochody v těle. Velice brzy se zjistilo, že trojmocný chróm nějakým způsobem zasahuje do metabolismu glukózy. Tento závěr byl odvozen od pozorování, že při potravě chudé na chróm se u pokusných zvířat zhoršila schopnost přeměny glukózy a snížená tolerance glukózy se významně zlepšila po obohacení stravy o tento prvek.

Výzkum se dostal do slepé uličky

Zcela zákonitě se začaly testovat různé sloučeniny trojmocného chrómu, především chlorid chromitý a síran chromitý. Brzy se však ukázalo, že používané dávky musely být poměrně vysoké (až 2.000 μg na 1 kg krmné dávky, při testování na krysách ještě vyšší). Důvodem byla velice špatná využitelnost trojmocného chrómu z těchto anorganických sloučenin, kterou se podařilo vysvětlit až po mnoha letech při studiu prostorového uspořádání peptidů, zejména pak při vazbě některých mikroprvků na tyto peptidy nebo bílkoviny.

Tyto testy však přinesly jeden velmi kladný poznatek. I v poměrně vysokých dávkách nebyla zaznamenávána toxicita kationtu trojmocného chrómu.

Buňky kvasinek nasměrovaly výzkum novým směrem

Protože použití anorganických sloučenin nepřineslo žádaný efekt, hledaly se možnosti využití některých dostupných organických sloučenin. Použití chromitých solí kyseliny mravenčí, octové, propionové a máselné se z důvodů jejich nepříznivých vlastností ukázalo hned v počátku jako nevyhovující a tak se pozornost zaměřila na buňky pekařských kvasnic.

02-0080 kvasinky

O těch se totiž již určitou dobu vědělo, že dokážou do svého těla zabudovávat některé stopové prvky. Po prvních testech se potvrdilo, že to bude platit i v případě trojmocného chrómu. Poměrně brzy byla vyrobena kvasničná biomasa obsahující určité množství navázaného chrómu. Po aplikaci se skutečně také ukázalo, že tolerance ke glukóze se zvyšovala více, než tomu bylo v případě použití anorganických sloučenin.

Zavádění nových a hlavně vysoce citlivých analytických metod do biochemie znamenalo obrovskou akceleraci ve výzkumu ve všech oblastech tohoto oboru. Původní předpoklad, že aktivitu inzulínu ovlivňuje přímo kationt trojmocného chrómu měl jepičí život a biochemici se stále více utvrzovali v přesvědčení, že chróm působí na inzulín zprostředkovaně.

Výzkum kvasničné biomasy hodně ukázal

Zájem se zaměřil na zjištění, jak je kationt chrómu v kvasnicích navázán. Předpokládalo se, že odhalení této vazby pomůže pochopit i účinek chrómu na inzulín. Analýza proteinů z buněk kvasinek Sacharomyces cerevisce ukázala, že chróm je vázán jednak na boční řetězce některých aminokyselin a také byla zjištěna vazba na kyselinu nikotinovou. Jak ukazují výsledky z posledních let, význam vazby na kyselinu nikotinovou byl značně přeceněn, ve skutečnosti má tato vazba jiný význam a není bezprostředně nutná ve vztahu k ovlivňování glykémie působením chrómu.

Průlomový byl rok 1997

V roce 1997 došlo k zásadnímu průlomu v poznání. Dva američtí vědci zveřejnili své výsledky výzkumu týkajícího se mechanismu účinku inzulínu. Popsali způsob aktivace receptoru pro inzulín a upřesnili mechanismus tvorby membránového komplexu, který nakonec umožní transport glukózy a aminokyselin do buněk. Pro účinnost inzulínu je tedy rozhodující navázání inzulínu na receptor ukotvený v buněčné membráně.

Inzulín se váže na receptor až po jeho aktivaci

Význam tohoto objevu spočívá v tom, že byl objeven oligopeptid, který se nejprve naváže na receptor pro inzulín a tím vyvolá změnu v jeho prostorovém uspořádání. Vlivem těchto prostorových změn se na povrchu receptoru vytvoří místo, kde se molekula inzulínu dokáže přichytit natolik pevně, že umožní vznik membránového komplexu, který v konečném důsledku zajistí výrazně zrychlený přenos glukózy a aminokyselin dovnitř buňky. Mnohé naznačuje tomu, že právě trojmocný chróm významně ovlivňuje proces aktivace receptoru pro inzulín.

 

02-0081 aktivace receptoru

Některé mechanismy jsou stále zahaleny tajemstvím

Velkou hádankou zůstává, proč aktivaci receptoru nestimulují volné kationty chrómu. Zejména chlorid chromitý velice dobře disociuje a uvolňuje kationt trojmocného chrómu. Logicky by se tedy předpokládalo, že takto volný kationt bude snadno dostupný pro vazbu na receptor. Ukazuje se však, že samotný kationt chrómu potřebnou změnu v uspořádání vodíkových vazeb nedokáže vyvolat. Naopak se stále více potvrzuje hypotéza, že kationt trojmocného chrómu musí být vázán v komplexu, a teprve tento komplex dokáže potřebné změny v receptoru vyvolat.

 

02-0019 kyselina nikotinová

 

S velkou pravděpodobností musí mít tento komplex určitou prostorovou strukturu s potřebnými vlastnostmi funkčních skupin na svém povrchu (schopnost vytvářet vodíkové vazby). Laicky řečeno, záleží na tom, na co se chróm naváže. Pokud se naváže na kyselinu nikotinovou, chová se jinak, než při vazbě na kyselinu isonikotinovou, pikolinovou nebo případně na některé aminokyseliny. Zde by mohlo být vysvětlení toho, proč i pikolinát chrómu nefunguje tak, jak se zpočátku předpokládalo.

Chróm musí být vázán různými vazbami

Na tomto místě je nutno připomenout některé chemické zákonitosti. Předně vazbu mezi dvěma prvky vytváří 2 párové elektrony. Pokud je vazba tvořena mezi stejnými prvky (například mezi atomy uhlíku), jsou elektrony prakticky rovnoměrně rozloženy mezi oběma atomy. Pokud je však vazba tvořena mezi různými prvky, jsou oba elektrony přitahovány k jednomu prvku více a tento prvek se začne chovat jako negativně nabitý. Druhý z prvků se naopak začne chovat jako kladně nabitý.

 

02-0082 elektrony ve vazbě

 

Trojmocný chróm vytváří tři vazby, a pokud je na každé vazbě navázána stejná sloučenina, chovají se všechny tři vazby identicky (takto je to například v pikolinátu chrómu). Pokud je však komplex vytvořen tak, že na každé vazbě je navázána jiná sloučenina, je rozdělení elektronů kolem atomu chrómu nerovnoměrné a v těchto místech se vytváří elektrické dipóly. Pokud se takto elektrostaticky aktivní komplex dostane do těsné blízkosti receptoru pro inzulín, je přitahován k určitému místu podobně, jako se přitahují magnety. Vlivem těchto přitažlivých sil se začne prostorově měnit molekula receptoru a tím se upraví vazebné místo pro inzulín. Molekula inzulínu se pak může na receptor navázat takovým způsobem, že vznikne aktivní přenosový kanál pro glukózu a aminokyseliny.

V minulosti byl chróm ve tkáních spojován především s vazbami na aminokyseliny. Získané výsledky ale naznačují, že nejaktivněji se chová chróm navázaný ve zvláštním komplexu na laktát v kombinaci s některou z aminokyselin. Místo aminokyseliny může (ale nemusí) být navázána i sloučenina s aromatickým jádrem. Odezva vyjádřená ve změně glykémie dává tušit, že zmíněný komplex je velice aktivní směrem k receptoru pro inzulín a proto se diagnostikuje i zvýšená citlivost svalové tkáně k inzulínu. Protože není stejný (nebo srovnatelný) efekt zaznamenán v případě pikolinátu chrómu, lze dovodit, že pro účinnost chrómu má stěžejní význam rozdílnost navázaných ligandů, konkrétně vazba na laktát v kombinaci s další vhodnou sloučeninou (především aminokyselinou).

Studium komplexu chrómu, který je aktivní směrem k receptoru pro inzulín, je předmětem dalšího zkoumání a teprve podrobnější studie buď potvrdí tuto hypotézu, nebo odhalí dosud nepoznané zákonitosti. V každém případě lze však konstatovat, že pro aktivaci inzulínového receptoru je nutná určitá prostorová struktura komplexu chrómu a s definovanými vlastnostmi funkčních skupin. Není také vyloučeno, že by mohl tento komplex chrómu na receptor působit zprostředkovaně prostřednictvím specifického oligopeptidu.

Související články

Cukrovka

Úloha inzulínu

Sladidla - nejčastější dotazy

Chróm

Glykemický index

Co je DiaChrom a jak působí?

Odkazy

Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.

Zajímavé stránky

www.diachrom.cz

www.drzdravicko.cz

Odběr NOVINEK

Zasláním Vaší
e-mailové adresy Vás budeme pravidelně informovat o zařazení nových článků na web galenus.cz.

Novinky

novinky o vlasech

Zajímavosti

baner diabetes - neodepírat si sladké baner kerbet - jak ovlivnit sve zdravi stravou 

 Inzerce

baner Hubnutí s Kerbetem

coded by o-design © Administrace | Články