Kan ha oppdaget årsak til lav høyde, overvekt og diabetes

Ett bestemt proteins funksjoner kan være med på å forklare diabetes, lav høyde og fedme.

Publisert
Danske forskere har kanskje funnet en ny grunn til type 2-diabetes og overvekt. (Foto: Colourbox)
Danske forskere har kanskje funnet en ny grunn til type 2-diabetes og overvekt. (Foto: Colourbox)

Fakta

Hormoner som veksthormon og insulin dannes i bestemte kjertler. For eksempel blir insulin dannet i bukspyttkjertelen og veksthormon i hypofysen, som er på størrelse med en ert og sitter på undersiden av hjernen.

I hver kjertel finnes det tusenvis av endokrine celler. Hver celle er en liten hormonfabrikk. (Se figur 2.)

De små, irriterende bananfluene som summer rundt frukten, kan ha vært med på å gi fantastisk ny kunnskap.

Ulrik Gether, som er professor ved Institut for Neurovidenskab og Farmakologi ved Københavns Universitet, har sammen med kollegene Ole Kjærulff, Birgitte Holst og Kenneth Madsen eksperimentert med bananfluer og mus.

Forskerne har tatt et viktig skritt mot forståelsen av kroppens evne til å justere visse hormoner som for eksempel insulin og veksthormon. Forskergruppen har nemlig funnet ut at proteinet PICK1 spiller en større rolle enn man trodde.

– Proteinet har vært kjent en stund, men vi har funnet en helt ny funksjon, forklarer Ulrik Gether.

– Vi har undersøkt hvilken rolle det spiller når det sendes ut veksthormon fra hypofysen og insulin fra bukspyttkjertelen.

Mangel ga fedme og dårlig toleranse for sukker

Forsøkene – som nettopp er beskrevet i tidsskriftet PLOS Biology – viste at mangel på PICK1 førte til mangel på veksthormon og insulin hos både bananfluer og mus.

De gjorde oppdagelsen ved en tilfeldighet. Ole Kjærulff oppdaget at de minste av bananfluene manglet PICK1 i hjernen. I stedet var det å finne i celler som danner det som tilsvarer veksthormon og insulin hos bananfluer.

Det gjorde at forskerne begynte å lete etter det samme fenomenet hos mus.

– Mus som ikke har PICK1-protein, har mer fett, er overraskende små og har det ikke så bra. Vi fant ut at de manglet veksthormon og insulin. Gjennom en lang prosess med mange eksperimenter fant vi ut at det var noe galt med måten cellene lagret hormoner, forteller Gether.

– Hos musene kan vi se at de blir små og tykke og tolererer sukker dårlig når de mangler PICK1. Vi har god grunn til å tro at det samme skjer hos mennesker.

Sekker av hormoner

Cellene i disse kjertlene skal frigi hormoner i blodet når det er nødvendig, og det er en masse små sekker med hormoner i cellen.

Når sekkene skal fylles, skjer det en livlig trafikk. «Golgi-apparatet» kaller man kroppens svar på en pakketerminal. Her blir proteiner og hormoner sortert og endret på, slik at de kan sendes ut til cellene.

Figur 1: En celles måte å avgi hormoner direkte i blodet til målorganer. (Foto: (Kilde: Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet))
Figur 1: En celles måte å avgi hormoner direkte i blodet til målorganer. (Foto: (Kilde: Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet))

Når proteinene er pakket ned i små transportpartikler, vesikler, blir de liggende der til cellene mottar et signal om å frigi dem. Det er denne prosessen som nå kan forklares ved hjelp av de spesielle egenskapene til PICK1.

Hormoner låser opp organer

Hormonsystemet regulerer mange av kroppens funksjoner. Stoffskiftet er et godt eksempel. Det skjer ved at bestemte kjertler skiller ut hormoner direkte i blodet (se figur 1).

Hormoner er signalstoffer som via blodet føres ut til de organene de skal regulere. Her blir de gjenkjent av mottakermolekylene på cellene i organet.

Hvert hormon passer perfekt til mottakerorganet. Som en nøkkel i en lås. Det betyr at hvert organ bare gjenkjenner sine egne hormoner.

Når hormonet møter mottakeren, starter en biokjemisk prosess i cellen. Alt etter hvilken mottaker det er snakk om, er det forskjellige prosesser. For eksempel skiller endokrine kjertler i bukspyttkjertelen ut insulin etter et måltid. Insulin binder seg til mottakerne på muskler, fettvev og lever og hjelper disse organene med å ta opp og lagre sukker.

Figur 2: En endokrin celle i bukspyttkjertelen. Slik ser en hormonproduserende fabrikk ut. (Foto: (Kilde: Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet))
Figur 2: En endokrin celle i bukspyttkjertelen. Slik ser en hormonproduserende fabrikk ut. (Foto: (Kilde: Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet))

Veksthormon skilles fra ut hypofysen. Det stimulerer veksten av en lang rekke organer. Veksthormon hemmer leverens opptak av sukker og virker derfor motsatt av insulin.

Når posten ikke blir pakket riktig

Når systemet ikke fungerer som det skal, og derfor ikke sender ut proteiner og hormoner på det riktige tidspunktet, gir det problemer. Så hvis PICK1-proteinet ikke fungerer som det skal, så blir det problemer med sendingen av veksthormon og insulin.

– Prosessen kan sammenlignes med en fabrikk hvor man pakker Lego-klosser. Hvis pakkene ikke blir laget skikkelig, slik at de kan sendes ut på riktig tidspunkt til riktig mottakeren, blir det problemer. I dette tilfellet med veksthormon og insulin, forteller Birgitte Holst i en pressemelding fra Københavns Universitet.

Funnet av den nye funksjonen av PICK1-proteinet hos mus og bananfluer gjør det altså mulig å forestille seg at mangel på dette proteinet eller en endret funksjon kan bidra til utvikling av for eksempel type 2-diabetes og mindre høyde.

Referanse:

PICK1 Deficiency Impairs Secretory Vesicle Biogenesis and Leads to Growth Retardation and Decreased Glucose Tolerance; PLOS Biol 11(4): e1001542. doi:10.1371/journal.pbio.1001542

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.