Kan denna aminosyra förbättra glukoskontrollen vid diabetes?
Upptäckten av en tidigare okänd effekt av aminosyran alanin på cellmetabolismen kan leda till nya läkemedel för kortvarig kontroll av blodglukos.
Aminosyror är små byggstenmolekyler som kroppen använder för att tillverka proteiner. Alanin klassas som en icke-essentiell aminosyra eftersom kroppen kan göra den utan att behöva skaffa den från mat.
Forskare vid Joslin Diabetes Center och Harvard Medical School, båda i Boston, MA, har nu avslöjat en ny och unik roll för alanin genom att studera den i laboratorieceller och möss.
Det verkar som om aminosyran aktiverar ett enzym som kallas AMP-kinas (AMPK) som ökar energiproduktionen i celler. Detta resulterar i en kortsiktig minskning av blodsockret som inte involverar insulin.
Ett studiearbete om resultaten finns nu i tidskriften Molekylär metabolism.
"AMPK", säger seniorstudieförfattaren Dr Mary-Elizabeth Patti, som är docent i medicin vid Harvard Medical School och utredare vid Joslin Diabetes Center, "är ett enzym i celler i hela kroppen som aktiveras när näringstillförseln är är låga eller som svar på träning. ”
AMPK och ämnesomsättning
Det är möjligt att upptäckten om alanins effekt på AMPK så småningom kan leda till ett piller som en person kan svälja före en måltid för att utöva en tillfällig effekt på glukosmetabolismen.
"Det här är dock forskning i ett tidigt skede, och vi måste testa konceptet både hos möss och i slutändan hos människor", tillägger Dr Patti.
Forskare visste redan att AMPK hjälper till att reglera ämnesomsättningen på cell-, vävnads- och systemnivå som svar på näringsnivåer.
AMPK uppnår detta på flera sätt. I celler, till exempel när den tar emot utlösarsignalen slår den på gener som ökar energiproduktionen.
"AMPK är bra," förklarar Dr Patti, "och det kan också aktiveras med en mängd olika behandlingar för typ 2-diabetes, såsom metformin."
Typ 2-diabetes utvecklas från insulinresistens, ett tillstånd där kroppen inte reagerar ordentligt på insulin, hormonet som hjälper celler att absorbera och använda blodsocker eller glukos.
Cirka 90–95 procent av de 30 miljoner människorna i USA med diabetes har typ 2. Även om typ 2-diabetes vanligtvis förekommer efter 45 års ålder blir det allt vanligare hos yngre vuxna och barn.
Alanine ”aktiverade konsekvent AMPK”
Dr Patti och hennes team ville ta reda på om några speciella aminosyror aktiverade AMPK. De ville också förstå hur utlösningsmekanismen fungerar på cell- och systemnivå.
De började med att screena flera aminosyror med råttleverceller. De använde leverceller eftersom levern spelar en nyckelroll för att kontrollera glukos i kroppen.
"Alanin var den aminosyra som konsekvent kunde aktivera AMPK", konstaterar Dr Patti.
I nästa steg i studien bekräftade teamet att alanin utlöste AMPKs metaboliska aktivitet. De körde också test för att bekräfta detta i leverceller från människor och möss.
Alla tester visade att alanin utlöste AMPK i rått-, mus- och humana leverceller, oavsett om glukosnivåerna i cellerna var höga eller låga.
Alanin sänkte glukos hos möss
Forskarna körde sedan tester på levande möss. De såg att nivåerna av AMPK i mössen steg när de gav djuren orala doser alanin. De fann också att möss som fick alanin innan de fick en glukosdos utvecklade lägre nivåer av glukos.
Ytterligare tester visade att samma mekanism fanns hos möss med och utan fetma, även om glukos ofta metaboliseras olika hos möss under och övervikt.
I en sista uppsättning experiment avslöjade forskarna att förändringarna i glukosnivåerna inte var resultatet av insulin och glukagonutsöndring. Istället berodde de på att AMPK hjälpte levern att använda glukos och släppte mindre av det genom att ändra en cellmetabolismprocess.
"Alla dessa data antyder tillsammans att aminosyror, och särskilt alanin, kan vara ett unikt sätt att modifiera glukosmetabolismen."
Dr Mary-Elizabeth Patti
