Forskere identificerer kredsløb, der forbinder cigaretrygning og risiko for at udvikle diabetes

Forskere fra Icahn School of Medicine på Mount Sinai har opdaget et kredsløb hos rotter, der forbinder cigaretrygning og risikoen for at udvikle type 2 -diabetes, ifølge en undersøgelse på forsiden af ​​17. oktober -udgaven af Natur.

Diabetes er langt mere udbredt hos rygere end ikke-rygere, men årsagerne til dette har været ukendte indtil nu. Forskerne viste, at forbrug af nikotin er forbundet, gennem et hjernekredsløb, til bugspytkirtlens aktivitet. Nikotinbrug fører til, at bugspytkirtlen frigiver mindre insulin, hvilket øger blodsukkerniveauet højere blodsukker er forbundet med en højere risiko for diabetes.

Specifikt, forskerne fandt ud af, at et protein, der kodes af et diabetesrelateret gen kaldet transkriptionsfaktor 7 som 2 (Tcf7l2), medierer et signalkredsløb, der forbinder neuroner i hjernen aktiveret af nikotin til blodglukoseregulering i bugspytkirtlen. Nikotinen aktiverer nikotinacetylcholinreceptor (nAChR) proteiner udtrykt på neuroner i medial habenula (et hjerneområde, der regulerer aversive reaktioner på nikotin), hvilket fører til negative reaktioner på nikotin, der begrænser både indtag og frigivelse af glukagon og insulin fra bugspytkirtlen. Det her, på tur, øger blodsukkerniveauet, og de forhøjede niveauer af blodsukker skaber en feedback-loop ved at hæmme de nAChR-udtrykkende neuroner, blokerer negative reaktioner på rygning og hjælper dermed med at fastslå nikotinafhængighed. Tcf7l2 modulerer hele signalkredsløbet, derved forbinder nikotinafhængighed med en øget risiko for diabetes.

Vores resultater er vigtige, fordi de beskriver en mekanisme, der styrer de vanedannende egenskaber ved nikotin og, overraskende, viser, at de samme afhængighedsrelaterede hjernekredsløb også bidrager til rygningsrelaterede sygdomme, der tidligere antages at være relateret til tobaks handlinger uden for hjernen. Disse uventede fund tyder på, at i det mindste nogle af de sygdomsfremkaldende handlinger af nikotin opstår i hjernen af ​​de samme kredsløb, der styrer stoffets vanedannende egenskaber. Det betyder, at tobaks vanedannende og sygdomsfremkaldende handlinger kan, i nogle tilfælde, dele de samme underliggende mekanismer.

Paul J. Kenny, Ph.d., Ward-Coleman professor og formand for Nash Family Department of Neuroscience ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai og seniorforfatter af papiret

Mens tidligere forskning havde vist, at Tcf712 regulerer ekspressionen af ​​gener i bugspytkirtlen og leveren, der bestemmer blodsukkerniveauet og risikoen for at udvikle type 2 -diabetes, lidt var kendt om dets funktion i hjernen. For at undersøge sammenhængen mellem Tcf712, nikotinafhængighed, og regulering af blodsukker forskere genetisk slettet Tcf712 hos rotter. Muterede rotter indtog meget større mængder nikotin end dyr, hvor Tcf7l2 fungerede normalt. Sletning af Tcf7l2 resulterede i formindskede nikotinreceptorer i den mediale habenula og følgelig reduceret nikotins evne til at aktivere habenulaens aversionskredsløb. Uventet, mens tabet af Tcf712 -funktion i habenula øgede nikotinforbruget hos rotter, denne ændring reducerede også nikotindrevne blodglukoseforhøjelser og beskyttet mod fremkomsten af ​​diabetesrelaterede abnormiteter i blodglukoseniveauer.

"Dette uventede fund tyder på en sammenhæng mellem brug af nikotin og starten på type 2 -diabetes, med konsekvenser for fremtidige forebyggelses- og behandlingsstrategier for begge sygdomme, "sagde Nora D. Volkow, MD, Direktør for National Institute on Drug Abuse, som finansierede undersøgelsen. "Selvom afhængighed er en hjernesygdom, denne opdagelse understreger, hvordan kroppens komplekse funktioner er udsøgt forbundne, afslører behovet for integreret og innovativ forskning. "

Hvis disse fund hos rotter strækker sig til menneskelige cigaretrygere, de foreslår en dynamik, hvor variationer i Tcf712-genet kan påvirke både risikoen for tobaksafhængighed og udviklingen af ​​tobaksrelateret type 2-diabetes. Mere generelt, fundene tyder på, at type 2-diabetes- og måske andre cigaretrøgningsrelaterede sygdomme, hvor abnormiteter i det autonome nervesystem spiller en rolle, såsom hypertension og kardiovaskulær sygdom-; stammer fra hjernen og implicerer nikotin-inducerede forstyrrelser i interaktionerne mellem habenula og det perifere nervesystem.

"Vores fund vil hjælpe med at guide søgen efter nye antirygning medicin og også foreslå, at et bestemt kredsløb i hjernen kan være målrettet mod behandling af diabetes hos rygere og, måske, selv hos ikke-rygere, "sagde Dr. Kenny.

• Undersøgelse er et vigtigt skridt i søgen efter alternative kræftbehandlinger for ikke-respondere
• Australske forskere opdager sammenhæng mellem kløende hud og tarmsmerter