นักวิจัยค้นพบยาตัวใหม่ในการรักษาโรคเบาหวาน ได้ผลดี-ผลข้างเคียงน้อยกว่า

ปัจจุบันการควบคุมระดับน้ำตาลในผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 2 ด้วยยา ปัญหาที่พบได้บ่อยคือภาวะระดับน้ำตาลต่ำ (Hypoglycemia) ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อชีวิตได้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน เพื่อคิดค้นยารักษาโรคเบาหวานชนิดใหม่ ที่ปลอดภัยกับผู้ป่วยมากขึ้นกว่าเดิม

ที่มาของภาพ https://newatlas.com/medical/rewiring-metabolism-pancreatic-cells-diabetes/

ฮอร์โมนอินซูลิน (Insulin) หลั่งจากตับอ่อน ทำหน้าที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ในภาวะปกติตับอ่อนจะหลั่งอินซูลินออกมาเพียงพอกับปริมาณน้ำตาล แต่ในกรณีของผู้ป่วยเบาหวาน อาจมีหลั่งอินซูลินหรือร่างกายตอบสนองต่อฮอร์โมนี้ลดลง ทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดสูงขึ้น ขณะเดียวกันกรณีที่ผู้ป่วยได้รับยาลดน้ำตาลในเลือดที่ไม่เหมาะสม จะทำให้อินซูลินหลั่งออกมามาก หรือร่างกายตอบสนองต่ออินซูลินมากเกินไป ทำให้ระดับน้ำตาลต่ำและอาจเป็นภัยต่อชีวิตได้ เพราะฉะนั้น จะเห็นได้ว่าน้ำตาลในเลือดสูงหรือต่ำเกินไปต่างเป็นอันตรายต่อสุขภาพทั้งสิ้น

แล้วตับอ่อนรู้ได้อย่างไรว่าต้องหลั่งอินซูลินเท่าไร ที่จะออกฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือดได้อย่างเหมาะสม? นี่คือคำถามที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสันตั้งข้อสงสัยไว้ 

ก่อนหน้านี้เราทราบกันดีว่า ไมโตคอนเดรีย ส่วนประกอบภายในเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างพลังงานให้กับเซลล์ มีบทบาทกระตุ้นการหลั่งอินซูลิน เนื่องจากไมโตคอนเดรียจะใช้นำน้ำตาลมาผลิตสารเคมีที่เรียกว่า ATP ซึ่งเป็นสารให้พลังงานสูง และการสร้าง ATP นี้ จะต้องใช้สาร ADP เป็นสารตั้งต้น ดังนั้น เมื่อ ADP ในตับอ่อนลดลง จะเกิดการกระตุ้นให้เซลล์ในตับอ่อนหลั่งอินซูลิน

ที่มาของภาพ https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(20)30540-4

อย่างไรก็ตาม กระบวนการเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นพลังงานของไมโตคอนเดรียในเซลล์ตับอ่อน เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นหลังจากการหลั่งฮอร์โมนอินซูลิน แสดงว่าการทำงานของไมโตคอนเดรียน่าจะไม่สัมพันธ์กับการหลั่งอินซูลิน นักวิจัยจึงมุ่งไปหาการสร้างพลังงานจากอีกกลไกหนึ่ง นั่นคือการสร้างพลังงานด้วย Pyruvate kinase (ไพรูเวต ไคเนส)

ย้อนกลับไปในปี 1980 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ากล้ามเนื้อหัวใจสามารถสร้างพลังงาน (ATP) ได้ด้วยเอนไซม์ Pyruvate kinase ซึ่งเป็นกระบวนการสร้างพลังงานที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เช่นกัน แต่ไม่ได้พึ่งพาไมโตคอนเดรีย และกระบวนการนี้ยังใช้น้ำตาลและ ADP เป็นสารตั้งต้นด้วย (กระบวนการนี้สามารถพบได้ในเซลล์ทุกชนิด)

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน จึงออกแบบการทดลองโดยเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อตับอ่อนในห้องแลป แล้วใส่น้ำตาลและ ADP เพื่อเป็นสารตั้งต้นในการสร้างพลังงานให้กับเซลล์ของตับอ่อน ผลปรากฏว่าเซลล์ตับอ่อนส่วนหนึ่งมีการสร้างพลังงานด้วย Pyruvate kinase และมีการนำ ADP ไปใช้ จน ADP เริ่มลดลง โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการหลั่งอินซูลินในเซลล์ตับอ่อน จะไวต่อการลดลงของ ADP เมื่อพบว่า ADP ลดลงมันจะเริ่มการหลั่งฮอร์โมนอินซูลินเพื่อลดระดับน้ำตาลในเลือดออกมาทันที และการหลั่งนี้เกิดขึ้นก่อนการสร้างพลังงานด้วยไมโตคอนเดรียเสียด้วย

ที่มาของภาพ https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(20)30539-8

นักวิจัยกล่าวว่า การเลือกใช้ยาที่ช่วยเพิ่มการทำงานของ Pyruvate kinase จะช่วยเพิ่มการหลั่งฮอร์โมนอินซูลินได้มากขึ้นถึง 4 เท่า แต่จะแตกต่างไปจากยาลดระดับน้ำตาลทั่วไปที่ใช้กันในปัจจุบัน เนื่องจากยาที่เพิ่มการทำงานของ Pyruvate kinase นั้น จะทำให้มีการหลั่งอินซูลินเมื่อมีระดับน้ำตาลสูงเท่านั้น หากระดับน้ำตาลลดต่ำลงอยู่ในระดับที่พอเหมาะต่อการดำรงชีวิตแล้ว กระบวนการหลั่งอินซูลินก็จะสิ้นสุดลงด้วยเช่นกัน

นับว่าเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ นอกจากจะช่วยเพิ่มการหลั่งอินซูลินแล้ว ยังไม่ทำให้ผู้ป่วยเกิดภาวะ Hypoglycemia อีกด้วย จึงมีผลข้างเคียงน้อยกว่ายาที่ใช้กันในปัจจุบัน เชื่อว่าในเร็ว ๆ นี้ อาจมียารักษาโรคเบาหวานที่ออกฤทธิ์กระตุ้นการทำงานของ Pyruvate kinase ก็เป็นได้

ขอขอบคุณข้อมูลจาก New Atlas