Chrom w metabolizmie glukozy - Chromium in glucose metabolism

Uważa się, że chrom jest podstawowym pierwiastkiem zaangażowanym w regulację poziomu glukozy we krwi w organizmie. Jednak nowsze recenzje zakwestionowały to.

Uważa się, że oddziałuje z substancją wiążącą chrom o niskiej masie cząsteczkowej (LMWCr), wzmacniając działanie insuliny . Obecnie stosowanie chromu jako suplementu diety w leczeniu cukrzycy typu 2 wciąż budzi kontrowersje. Wynika to z faktu, że większość badań klinicznych , które przeprowadzono wokół chromu, była podawana tylko przez krótkie okresy na małych populacjach próbek, co z kolei przyniosło różne wyniki. Aby lepiej zrozumieć potencjalną rolę chromu w leczeniu cukrzycy typu II, należy przeprowadzić długoterminowe badania na przyszłość.

Historia

Pojęcie chromu jako potencjalnego regulatora metabolizmu glukozy zaczęło się w latach pięćdziesiątych XX wieku, kiedy Walter Mertz i jego współpracownicy przeprowadzili serię eksperymentów kontrolujących dietę szczurów . Eksperymenty poddały szczury diecie ubogiej w chrom i byli świadkami niezdolności organizmów do skutecznego reagowania na podwyższony poziom glukozy we krwi. Następnie włączyli „ hydrolizowaną kwasem świńską nerkę i drożdże piwne ” do diety tych szczurów i odkryli, że szczury są teraz w stanie efektywnie metabolizować glukozę. Zarówno świńska nerka, jak i drożdże piwowarskie były bogate w chrom, więc to na podstawie tych odkryć rozpoczęto badania nad chromem jako regulatorem poziomu glukozy we krwi.

Pomysł wykorzystania chromu w leczeniu cukrzycy typu II narodził się po raz pierwszy w latach 70. U pacjenta otrzymującego całkowite żywienie pozajelitowe (TPN) wystąpiły „ciężkie objawy cukrzycy” i na podstawie wcześniejszych badań, które potwierdziły skuteczność tego metalu w modulowaniu poziomu glukozy we krwi, podawano mu suplementy chromu. Pacjentowi podawano chrom łącznie przez dwa tygodnie, a pod koniec tego okresu ich zdolność do metabolizowania glukozy znacznie wzrosła; wymagali teraz również mniej insuliny („zapotrzebowanie na insulinę egzogenną spadło z 45 jednostek dziennie do zera”). To właśnie te eksperymenty przeprowadzone w latach pięćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku położyły podwaliny pod przyszłe badania nad chromem i cukrzycą.

W 2005 roku amerykańska Agencja ds.Żywności i Leków zatwierdziła kwalifikowane oświadczenie zdrowotne dotyczące pikolinianu chromu z wymogiem bardzo specyficznego sformułowania na etykiecie: „Jedno małe badanie sugeruje, że pikolinian chromu może zmniejszać ryzyko insulinooporności, a zatem może zmniejszać ryzyko cukrzyca typu 2. FDA stwierdza jednak, że istnienie takiego związku między pikolinianem chromu a insulinoopornością lub cukrzycą typu 2 jest wysoce niepewne ”. W 2010 roku pikolinian chromu (III) został zatwierdzony przez Health Canada do stosowania w suplementach diety. Zatwierdzone oświadczenia na etykiecie obejmowały: „... zapewnia wsparcie dla zdrowego metabolizmu glukozy”. Europejski Urząd Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) zatwierdziła roszczeń w 2010 roku, które przyczyniły się do chromu normalnego metabolizmu i utrzymanie prawidłowego stężenia glukozy we krwi makroskładników.

Przegląd metaanaliz z 2016 r. Wykazał, że chociaż mogą występować niewielkie spadki stężenia glukozy w osoczu na czczo lub hemoglobiny galwanicznej na czczo, które osiągają znaczenie statystyczne, zmiany rzadko były na tyle duże, aby można było oczekiwać, że będą miały znaczenie dla wyników klinicznych.

Studia na ludziach

Patrząc na wyniki czterech metaanaliz, jedna z nich wykazała statystycznie istotny spadek poziomów glukozy w osoczu na czczo (FPG) i nieistotny trend obniżenia stężenia hemoglobiny A1C (HbA1C). Drugi zgłosił to samo, trzeci zgłosił znaczące spadki w przypadku obu środków, a czwarty zgłosił brak korzyści w przypadku żadnego z nich. Przegląd opublikowany w 2016 r. Wymienia 53 randomizowane badania kliniczne, które zostały uwzględnione w jednej lub więcej z sześciu metaanaliz . Stwierdzono, że chociaż mogą występować niewielkie spadki FPG i / lub HbA1C, które osiągają istotność statystyczną w niektórych z tych metaanaliz, w niewielu z osiągniętych badań spadki są na tyle duże, że można oczekiwać, że będą miały znaczenie dla wyników klinicznych.

Proponowany mechanizm działania

Mechanizm działania, dzięki któremu chrom pomagał w regulacji poziomu glukozy we krwi, jest słabo poznany. Ostatnio zasugerowano, że chrom oddziałuje z substancją wiążącą chrom o niskiej masie cząsteczkowej (LMWCr), wzmacniając działanie insuliny. LMWCr ma masę cząsteczkową 1500 i składa się wyłącznie z czterech reszt aminokwasowych glicyny , cysteiny , kwasu asparaginowego i glutaminianu . Jest to naturalnie występujący oligopeptyd , który został oczyszczony z wielu źródeł: wątroby królika , proszku z nerek i nerek wieprzowych, wątroby bydlęcej , siary , wątroby psa , szczura i myszy. Szeroko rozpowszechniony u ssaków LMWCr jest zdolny do ścisłego wiązania czterech jonów chromowych. Stała wiązania tego oligopeptydu jony chromu jest bardzo duża, (K ≈ 10 21 M -4 ), co sugeruje, że jest silna i zaciśnięcie. LMWCr występuje w postaci nieaktywnej lub apo w cytozolu i jądrze komórek wrażliwych na insulinę.

Kiedy stężenie insuliny we krwi wzrasta, insulina wiąże się z zewnętrzną podjednostką białek receptora insuliny i wywołuje zmianę konformacyjną. Ta zmiana powoduje autofosforylację reszty tyrozyny znajdującej się na wewnętrznej podjednostce β receptora, aktywując w ten sposób aktywność kinazy receptora. Wzrost poziomu insuliny sygnalizuje również ruch receptorów transferyny z pęcherzyków komórek wrażliwych na insulinę do błony komórkowej. Transferryna, białko odpowiedzialne za przepływ chromu w organizmie, wiąże się z tymi receptorami i ulega internalizacji w procesie endocytozy. PH tych pęcherzyków zawierających cząsteczki transferyny następnie zmniejsza (w wyniku zwiększonej kwasowości) pod działaniem ATP napędzanego pompy protonowej, a w konsekwencji, chromu uwalnia się z transferyną. Wolny chrom w komórce jest następnie sekwestrowany przez LMWCr. Wiązanie LMWCr z chromem przekształca go w jego holo lub postać aktywną, a po aktywacji LMWCr wiąże się z receptorami insuliny i pomaga w utrzymaniu i wzmocnieniu aktywności kinazy tyrozynowej receptorów insulinowych. W jednym eksperymencie przeprowadzonym na LMWCr z wątroby bydlęcej ustalono, że LMWCr może wzmacniać aktywność receptorów kinazy białkowej nawet siedmiokrotnie w obecności insuliny. Ponadto dowody sugerują, że działanie LMWCr jest najskuteczniejsze, gdy jest związane z czterema jonami chromu.

Kiedy szlak sygnałowy insuliny zostaje wyłączony, receptory insuliny na błonie komórkowej rozluźniają się i zostają dezaktywowane. Holo-LMWCr jest wydalany z komórki i ostatecznie wydalany z organizmu wraz z moczem. LMWCr nie może zostać przekształcony z powrotem w nieaktywny ze względu na wysokie powinowactwo wiązania tego oligopeptydu do jego jonów chromu. Na dzień dzisiejszy mechanizm wymiany apo-LMWCr w organizmie jest nieznany.

Zobacz też

Bibliografia