Forskere identifiserer krets som forbinder sigarettrøyking og risiko for å utvikle diabetes

Forskere fra Icahn School of Medicine på Mount Sinai har oppdaget en krets hos rotter som forbinder sigarettrøyking og risikoen for å utvikle type 2 diabetes, ifølge en studie omtalt på forsiden av 17. oktober -utgaven av Natur.

Diabetes er langt mer utbredt blant røykere enn ikke-røykere, men årsakene til det har vært ukjente til nå. Forskerne viste at forbruk av nikotin er koblet, gjennom en hjernekrets, til bukspyttkjertelens aktivitet. Nikotinbruk fører til at bukspyttkjertelen frigjør mindre insulin, som øker blodsukkernivået; høyere nivåer av blodsukker er forbundet med en høyere risiko for diabetes.

Nærmere bestemt, forskerne fant at et protein som er kodet av et diabetesrelatert gen som kalles transkripsjonsfaktor 7 som 2 (Tcf7l2), medierer en signalkrets som forbinder nevroner i hjernen som aktiveres av nikotin til blodglukoseregulering av bukspyttkjertelen. Nikotinet aktiverer nikotinacetylkolinreseptor (nAChR) proteiner uttrykt på nevroner i medial habenula (et hjerneområde som regulerer aversive reaksjoner på nikotin), som fører til negative reaksjoner på nikotin som begrenser både inntak og frigjøring av glukagon og insulin i bukspyttkjertelen. Dette, i sin tur, øker blodsukkernivået, og de forhøyede nivåene av blodsukker skaper en tilbakemeldingssløyfe ved å hemme de nAChR-uttrykkende nevronene, blokkerer negative reaksjoner på røyking og bidrar til å etablere nikotinavhengighet. Tcf7l2 modulerer hele signalkretsen, og dermed koble nikotinavhengighet med økt risiko for diabetes.

Funnene våre er viktige fordi de beskriver en mekanisme som styrer de vanedannende egenskapene til nikotin og, overraskende, viser at de samme avhengighetsrelaterte hjernekretsene også bidrar til røykrelaterte sykdommer som tidligere antas å være relatert til tobakkens handlinger utenfor hjernen. Disse uventede funnene antyder at i det minste noen av de sykdomsfremkallende handlingene av nikotin oppstår i hjernen av de samme kretsene som styrer de vanedannende egenskapene til stoffet. Dette betyr at tobakkens vanedannende og sykdomsfremkallende handlinger kan, i noen tilfeller, dele de samme underliggende mekanismene.

Paul J. Kenny, PhD, Ward-Coleman professor og leder for Nash Family Department of Neuroscience ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai og seniorforfatter av papiret

Mens tidligere forskning hadde vist at Tcf712 regulerer uttrykket av gener i bukspyttkjertelen og leveren som bestemmer blodsukkernivået og risikoen for å utvikle type 2 diabetes, lite var kjent om dets funksjon i hjernen. For å undersøke sammenhengen mellom Tcf712, nikotinavhengighet, og regulering av blodsukker, forskere genetisk slettet Tcf712 hos rotter. Muterte rotter konsumerte mye større mengder nikotin enn dyr der Tcf7l2 fungerte normalt. Sletting av Tcf7l2 resulterte i reduserte nikotinreseptorer i medial habenula og følgelig redusert evne til nikotin til å aktivere habenulaens aversjonskrets. Uventet, mens tapet av Tcf712 -funksjon i habenula økte nikotinkonsumet hos rotter, denne endringen reduserte også nikotindrevne blodsukkerøkninger og beskyttet mot forekomsten av diabetes-assosierte abnormiteter i blodsukkernivået.

"Dette uventede funnet tyder på en sammenheng mellom nikotinbruk og begynnelsen av type 2 diabetes, med implikasjoner for fremtidige forebyggings- og behandlingsstrategier for begge sykdommene, "sa Nora D. Volkow, MD, Direktør for National Institute on Drug Abuse, som finansierte studien. "Selv om avhengighet er en hjernesykdom, denne oppdagelsen understreker hvordan kroppens komplekse funksjoner er utsøkt sammenkoblet, avsløre behovet for integrert og innovativ forskning. "

Hvis disse funnene hos rotter strekker seg til menneskelige sigarettrøykere, de foreslår en dynamikk der variasjoner i Tcf712-genet kan påvirke både risikoen for tobakkavhengighet og utviklingen av tobakkassosiert type 2 diabetes. Mer generelt, funnene tyder på at type 2 diabetes-; og kanskje andre sigarettrøykingsrelaterte sykdommer der abnormiteter i det autonome nervesystemet spiller en rolle, som hypertensjon og kardiovaskulær sykdom-; stammer fra hjernen og impliserer nikotininduserte forstyrrelser i interaksjonene mellom habenula og det perifere nervesystemet.

"Funnene våre vil hjelpe til med å lede søket etter nye medisiner mot røyking og foreslå også at en bestemt krets i hjernen kan være målrettet mot behandling av diabetes hos røykere og kanskje, selv hos ikke-røykere, "sa Dr. Kenny.

• Studien representerer et stort skritt i å søke alternative kreftbehandlinger for ikke-respondere
• Australske forskere oppdager sammenhengen mellom kløende hud og tarmsmerter