Nikotyna zwiększa ryzyko zachorowania na cukrzycę: czy należałoby ponownie rozważyć stosowanie plastrów nikotynowych?
Nikotyna wiąże się z receptorami nikotynowymi acetylocholiny (nAchRs), które reagują na neuroprzekaźnik acetylocholiny, i aktywuje je. Coraz liczniejsze dowody sugerują, że długotrwałe wystawienie na działanie nikotyny powoduje znieczulenie na nAchR i upośledza czynność komórek beta trzustki oraz mechanizm wydzielania insuliny, co zwiększa ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 2. Mechanizm leżący u podstaw tego zjawiska jest jednak słabo poznany.
Poznać działanie nikotyny
Celem projektu NACHO było poznanie mechanizmów, za sprawą których nikotyna moduluje funkcjonowanie komórek beta w warunkach fizjologicznych i zaburzeń metabolicznych. Badania zrealizowano przy wsparciu działania Maria Skłodowska-Curie. Polegały one na przeprowadzeniu serii doświadczeń in vitro i na zwierzętach, których celem było ustalenie, w jaki sposób nikotyna moduluje wydzielanie insuliny. Jak wyjaśnia Isabella Artner, starsza wykładowczyni na Uniwersytecie Lund w Szwecji: „Wysepki Langerhansa pochodzące od ludzkich dawców wykorzystaliśmy do oceny krótkotrwałego wpływu działania nikotyny na wydzielanie insuliny, a modele zwierzęce do oceny wpływu długotrwałego”. Po wystawieniu wysepek na działanie nikotyny naukowcy dokonali oceny różnych odpowiedzi sygnalizacyjnych komórek, takich jak aktywność mitochondriów i napływ jonów wapnia, kluczowych zdarzeń cząsteczkowych podczas wydzielania insuliny stymulowanego przez glukozę. Dokonali oni również oceny czynności komórek beta, a także proliferacji in vivo (tolerancja glukozy) i ex vivo (wydzielanie insuliny). Wyniki wykazały, że długotrwałe wystawienie na działanie nikotyny in vivo poważnie upośledza mechanizm wydzielania insuliny poprzez ingerencję w komunikację między autonomicznym układem nerwowym a komórkami beta trzustki. Blokuje to również sygnalizację nikotynową podczas rozwoju komórek beta, utrudniając tworzenie wysepek Langerhansa oraz połączeń z komórkami nerwowymi.
Wpływ badania NACHO
Naukowcy planują przeprowadzić badania, w których wykorzystają ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Badania te mają na celu określenie, czy narażenie na działanie nikotyny ma bezpośredni wpływ na grupowanie się ludzkich komórek beta i powstawanie wysepek. Niemniej jednak oczekuje się, że wyniki będą miały duże znaczenie społeczno-ekonomiczne, biorąc pod uwagę fakt, że cukrzyca dotyka setek milionów osób na całym świecie i jest przyczyną milionów zgonów rocznie. Jak mówi Artner: „Wyjątkowość naszego projektu polega na tym, że w przeciwieństwie do wcześniejszych badań, które koncentrowały się na określeniu, czy nikotyna wpływa na wydzielanie insuliny w odpowiedzi na glukozę, zespół projektu NACHO badał związek nikotyny ze stymulacją przywspółczulnego układu nerwowego”. Jako czynnik ryzyka rozwoju cukrzycy typu 2 wskazano utratę stymulacji przywspółczulnego układu nerwowego, a wyniki badania NACHO sugerują, że z mechanizmem tym związane jest wystawienie na działanie nikotyny, która jest również czynnikiem ryzyka rozwoju cukrzycy typu 2. W związku z tym zrozumienie wpływu nikotyny na funkcjonowanie komórek beta w rozwoju cukrzycy ma duże znaczenie kliniczne, ponieważ nałogowe palenie tytoniu jest powszechnym zjawiskiem. „Co ważne, odkrycie, że nikotyna upośledza proces powstawania wysepek może tłumaczyć, dlaczego u dzieci, których matki paliły tytoń, ryzyko zachorowania na cukrzycę jest większe”, podkreśla Artner. Podkreśla to również znaczenie programów w obszarze zdrowia publicznego mających na celu zapobieganie paleniu tytoniu, zwłaszcza wśród kobiet w wieku rozrodczym. Konieczne są ponadto dodatkowe badania, które pozwolą ustalić, czy podawanie nikotyny stanowi bezpieczny sposób na rzucenie palenia. Jeśli chodzi o leczenie cukrzycy, zastrzyki z insuliny nie są w stanie powstrzymać długofalowych powikłań związanych z cukrzycą. W związku z tym, jako alternatywną strategię leczenia, wymagającą jednak dużej liczby funkcjonalnych komórek beta, zaproponowano adoptywny transfer komórek beta trzustki. Wyniki projektu NACHO dostarczają informacji na temat złożonych mechanizmów leżących u podstaw prawidłowego rozwoju komórek beta i mogą pomóc w optymalizacji ich przeszczepiania.
Słowa kluczowe
NACHO, nikotyna, cukrzyca, wydzielanie insuliny, komórki beta trzustki, układ nerwowy, wysepki