Když glukometr ukáže hodnotu vyšší než 5,6 nebo nižší než 3,6 (mmol/l), máme asi problém. Jenže kolik lidí nezná hodnotu koncentrace glukózy ve své krvi. Psát o linii a správné životosprávě by bylo opakováním notoricky známých souvislostí. Někdy cukrovku mají na svědomí  geny, nebo epigenetické procesy.

Nebude příliš velkou nadsázkou říct, že cukrovka se stala součástí našeho stylu života. Jenom v ČR je přibližně 800 tisíc evidovaných diabetiků, ve světě se jejich počet blíží k půl miliardě. Svým způsobem „naštěstí“ se v převážné většině případů této chronické metabolické poruchy jedná o tzv. diabetes 2. typu postihující zejména starší lidi. Jejich endokrinní beta buňky Langerhansových ostrůvků pankreatu (slinivky břišní) sice produkují inzulin - hormon zajišťující absorpci glukózy hlavně buňkami jater, svalů a tukové tkáně, jenže když tělo na něj nereaguje dostatečně, koncentrace glukózy v krvi se zvýší, zatím co buňky strádají. V tomto případě pomáhají léky zvyšující citlivost na inzulin.

Asi horší je cukrovka, zapříčiněna přímo nefunkčností beta buněk, kdy je potřebné inzulin tělu dodávat injekcemi. I když se může vyvinout v každém věku, nezřídka postihuje již děti, když zdědily genetické predispozice (diabetes 1. typu). Zažitou představu, že u tohoto typu cukrovky vždy dochází k destrukci beta buněk sebepoškozujícími autoimunitními reakcemi, budeme muset opravit, nebo alespoň doplnit o další způsob, jakým zejména ve středním a starším věku můžeme přijít o schopnost produkovat inzulin. Odhalili ho výzkumníci z Imunologického a epigenetického ústavu Maxe Plancka ve Freiburgu a výsledky výzkumu zveřejnili v odborném časopisu Cell Metabolism. Zjistili, že beta-buňky ne vždy zanikají, nýbrž se v důsledku narušených epigenetických (negenetických) regulačních procesů postupně mění na své vývojově bezprostřední buněčné předchůdce. Dochází tedy u nich k jakési de-diferenciaci, ztrátě funkční identity a utlumení sekrece inzulinu. ¨

Slinivka břišní (zdroj: South Peninsula Hospital)

"Metabolický stres byl považován za hlavní spouštěč de-diferenciace. Ale prokázali jsme, že k tomu je nevyhnutné i prolomení epigenetické bariéry, která funkční identitu beta-buněk kontroluje. Zdá se tedy, že musí dojít ke dvěma nezávislým patologickým jevům současně. Tato pevná pojistka identity má smysl, protože lidské beta buňky mohou pracovat i přes 40 let, takže potřebují účinné mechanizmy neustále posilující přesnost svého fungování", vysvětluje Andrew Pospisilik, šéf výzkumné skupiny.

Zkoumání tisíců beta-buněk myších i od lidí s diabetem a bez něho odhalilo  25 mírně rozdílných typů chromatinů (chromozomových vláken tvořených uspořádáním řetězce DNA a specifických bílkovin) a jen dva z nich ovlivňují funkčnost inzulin produkujících buněk, tak, že jim odebírají „výuční list“ pro tuto jejich specializaci. Odpovědny za to jsou pozměněné epigenetické procesy v proteinovém obalu vlákna DNA. Stačí, aby se jisté specifické regulační proteiny (polycomb bílkoviny) navázaly na nesprávné místo a vypnuly v něm aktivitu důležitých genů, nebo naopak, v místě, kde by být měly, chybí - a dochází k změně identity buňky, která dál neplní své poslání. Vědci působení těchto narušených epigenetických přepínačů ověřili na živých modelech – laboratorních myších s analogy zmíněných dvou typů chromatinů. Zvířata s touto modifikací byla nejprve zdravá, v jejich slinivce břišní se tvořily funkční beta buňky produkující inzulín. Ale ve středním věku se tyto buňky postupně de-diferencovaly, tedy přišly o svou specializaci. Myšky tím ztratily schopnost kontrolovat hladinu cukru v krvi, jinak řečeno, měly cukrovku.

Je zajímavé si uvědomit, že funkční beta-buňka i ta nefunkční de-diferencovaná mají zcela identický soubor genů, na něm se nic nemění. Pozměněna je jenom exprese několika z nich. I z toho je zřejmá důležitost správného fungování epigenetických procesů.

Mladí výzkumníci laboratoře Andrewa Pospisilika (šéf v první řadě, v pruhovaném triku) Imunologického a epigenetického ústavu Maxe Plancka ve Freiburgu. Kredit: Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik

Tím nejlepším příkladem je však vývoj živého organizmu - rostliny, nebo zvířete, člověka nevyjímaje. Na začátku se jediná buňka (oplozené semínko, vajíčko) dělí na identické, nijak nespecializované buňky, každá se stejnou sadou genů. A právě epigenetické mechanizmy začnou od jistého okamžiku buňkám přidělovat různé funkce v závislosti od místa, kde ve vyvíjejícím se embryu jsou. Tajemství takové specializace všehoschopné (omnipotentní) kmenové buňky na buňku s jistým posláním, třeba neuron, buňku svalu, kůže, oční sítnice… tkví ve správném epigenetickém zapínání a vypínání aktivity příslušných genů.

To, že většina embryí se vyvine ve zdravé jedince, dokazuje, že epigenetické i genetické orchestry dovedou společně hrát tu úžasnou symfonii života s fascinující virtuozitou.

Samozřejmě genetická i epigenetická chyba se nejednou vloudí. Nemusí způsobit nic nebo téměř nic, může být pro organizmus i přínosem, ale také vážným problémem, jakým je i zkoumaná příčina diabetu. Pro ty, jež trpí důsledky vysoké koncentrace cukru v krvi, jsou výsledky výzkumu velmi důležité, protože jen poznání proč a jak nemoc vzniká, umožňuje rozhodnout o té nejlepší léčbě, případně ji dál hledat.

Zdroj: Max  Planc Gesellschaft Newsroom