Hur kan östrogen hjälpa till att kontrollera typ 2-diabetes?
Ny forskning visar att östrogen förbättrar insulinkänsligheten och beskriver mekanismen bakom denna effekt. Resultaten har en "djupgående inverkan på vår förståelse av fetma och diabetes, liksom potentiella dietinterventioner", säger forskarna.
Cirka 84 miljoner människor i USA lever med prediabetes, ett tillstånd där blodsockernivån är mycket hög men inte tillräckligt hög för att motivera en diagnos av typ 2-diabetes.
Vanligtvis förekommer prediabetes hos personer med insulinresistens - ett tillstånd där cellerna i vissa vitala organ inte svarar bra på insulin och därför inte absorberar tillräckligt med glukos från blodet.
Men tänk om det fanns ett hormon som kunde sänka insulinresistensen och producera glukos?
Forskare tror att östrogen har potential att göra det och följaktligen minska förekomsten av typ 2-diabetes.
För närvarande lever över 100 miljoner människor i USA med diabetes eller prediabetes, och uppskattningar visar att över 30 miljoner vuxna har typ 2-diabetes.
Shaodong Guo, Ph.D., docent vid Institutionen för nutrition och livsmedelsvetenskap vid Texas A&M University i College Station, ledde den nya forskningen. Studien visas i Diabetes, tidskriften för American Diabetes Association.
Varför studera den metabola effekten av östrogen?
Guo förklarar motivationen för studien och säger att tidigare observationsforskning har avslöjat en koppling mellan en lägre förekomst av typ 2-diabetes och kvinnor före klimakteriet.
Vidare fann kliniska studier och djurstudier en stark koppling mellan östrogenbrist och metaboliska störningar.
"Premenopausala kvinnor uppvisar ökad insulinkänslighet och minskad förekomst av typ 2-diabetes jämfört med åldersekvivalenta män", säger Guo. "Men denna fördel försvinner efter klimakteriet med störd glukoshemostas, delvis på grund av en minskning av cirkulerande östrogen."
Forskare har dock ännu inte kunnat belysa de mekanismer som är ansvariga för dessa anslutningar.
Att använda östrogen blindt som en potentiell behandling för typ 2-diabetes och andra metaboliska dysfunktioner före diabetes kan också ha allvarliga biverkningar. Till exempel är stroke, bröstcancer, blodproppar och hjärtinfarkt några av de hälsorisker som är förknippade med östrogenbehandling.
"Det är därför det är så viktigt att förstå den vävnadsspecifika effekten av östrogen och dess molekylära mekanism vid metabolisk reglering", förklarar Guo. "När den mekanismen väl har förstått kommer den att hjälpa till med utvecklingen av riktade östrogenmimiker som kan ge de terapeutiska fördelarna utan oönskade biverkningar."
Foxo1 förmedlar östrogens metaboliska effekter
I den nya studien ville forskarna "förstå den mekanism genom vilken östrogen reglerar glukoneogenes med hjälp av interaktion med hepatisk Foxo1", fortsätter den ledande utredaren med hänvisning till en gen som även kallas gaffelbox O1.
Glukoneogenes beskriver syntesprocessen genom vilken glukos genereras.
Foxo1-genen kodar för en transkriptionsfaktor eller en typ av protein som hjälper till att aktivera eller avaktivera andra gener.
Foxo1 "är det huvudsakliga målet för insulinsignalering och reglerar metabolisk homeostas som svar på oxidativ stress", rapporterar U.S.National Library of Medicine.
Som Guo förklarar, ”Foxo1 har en viktig roll i regleringen av glukosproduktion genom insulinsignalering. Det är en viktig komponent i insulinsignaleringskaskader som reglerar celltillväxt, differentiering och metabolism. ”
För att undersöka genens roll och hur den interagerar med östrogen studerade forskarna manliga möss, honmöss vars äggstockar hade avlägsnats, och både han- och honmöss vars Foxo1-gener hade slagits ut i levern.
Forskarna använde ett subkutant implantat som frigjorde östrogen i mössen. Detta implantat "förbättrade insulinkänslighet och undertryckt glukoneogenes" hos hanmössen liksom hos de ovariektomiserade honmössen.
Implantatet påverkade emellertid inte gnagare vars leverspecifika Foxo1-gener hade slagits ut. "Detta tyder på att Foxo1 krävs för att östrogen ska vara effektivt för att undertrycka glukoneogenes", förklarar Guo.
Forskaren rapporterar, "Vi visade vidare att östrogen undertrycker produktion av glukos i levern genom aktivering av östrogenreceptorsignalering, vilket kan vara oberoende av insulinreceptorsubstrat Irs1 och Irs2."
"Detta avslöjar en viktig mekanism för östrogen vid reglering av glukoshomeostas", säger Guo. De positiva effekterna av östrogen på glukosehomeostas kan kontrolleras genom glukoneogenes - vilket i sin tur förmedlas av leverspecifik Foxo1 - inte genom att främja upptagningen av glukos i musklerna.
Terapeutiska och kostkonsekvenser
Guo förklarar de terapeutiska konsekvenserna av resultaten."Identifieringen av vävnadsspecifika åtgärder av östrogen och direkta mål för östrogenreceptorer kommer att underlätta utvecklingen av nya selektiva ligander som förhindrar typ 2-diabetes, hjärt-kärlsjukdom och fetma utan att främja onormala könsegenskaper eller bröstcancer."
Slutligen kommenterar forskaren också kostens konsekvenser av studien. Vissa livsmedel, såsom sojabönor, tofu och misosoppa, innehåller fytoöstrogener, vilket kan ha samma positiva effekter på metabolisk hälsa.
Studien "ger en grundläggande förståelse för att dietinterventioner kan spela en avgörande roll för att kontrollera fetma, diabetes och associerade kroniska sjukdomar", säger Guo.
"[Vi] undersökte östrogenens roll vid kontroll av glukoshomeostas, vilket har djupgående inverkan på vår förståelse av fetma och diabetes samt potentiella dietinterventioner."
Shaodong Guo, Ph.D.
