Jalur yang baru diakui bisa melindungi penderita diabetes dari hipoglikemia
Sebuah studi baru oleh Universitas California, Davis, menunjukkan bagaimana sel bekerja sama untuk menghindari penurunan tajam kadar gula darah. Memahami siklus umpan balik ini dapat meningkatkan kualitas hidup orang-orang dengan diabetes dan membantu mereka menghindari hipoglikemia yang berbahaya.
Berlangganan ke kaminewsletteruntuk pembaruan berita teknologi terbaru.
Karya ini diterbitkan pada 16 September diProceedings of the National Academy of Sciences.
Orang-orang dengan diabetes harus menghadapi risiko jangka panjang dari kadar gula darah yang tinggi, seperti buta, kegagalan ginjal, dan kehilangan sirkulasi di kaki, yang dapat menyebabkan amputasi. Namun, banyak orang dengan kondisi ini juga menghadapi bahaya yang lebih segera yang dapat terjadi tanpa peringatan: kadar gula darah yang turun secara berbahaya, yang dapat menyebabkan pingsan. Hal ini dapat terjadi karena insulin dan obat-obatan lain yang mereka konsumsi.
“Jaringan tubuh Anda pada dasarnya sedang kelaparan ketika ini terjadi, terutama otak,” kata Mohammad Pourhosseinzadeh, mahasiswa M.D./Ph.D. di UC Davis, yang baru saja lulus dari Kelompok Pascasarjana Biokimia, Biologi Molekuler, Sel, dan Biologi Perkembangan. “Jika Anda tidak segera mendapatkan perawatan medis, Anda akhirnya bisa masuk ke dalam koma dan mati.” Orang-orang yang mengalami hipoglikemia berat juga mungkin memiliki risiko meningkat untuk meninggal karena penyakit jantung dan penyebab lainnya.
Pourhosseinzadeh, bekerja sama dengan Mark Huising, profesor di departemen Neurobiologi, Fisiologi dan Perilaku serta Fisiologi dan Biologi Membran, merupakan bagian dari tim yang telah menemukan kaitan penting dalam cara tubuh melindungi diri dari keadaan darurat hipoglikemia.
Diketahui bahwa orang dengan diabetes tidak menghasilkan cukup insulin, hormon yang mencegah kadar gula darah kita terlalu tinggi. “Tetapi mekanisme tubuh untuk mencegah kadar gula darah terlalu rendah juga terganggu pada diabetes,” kata Huising.
Temuan baru ini mengungkapkan strategi potensial untuk mengobati aspek berbahaya dari diabetes. Ini juga membantu memecahkan misteri medis yang telah lama ada.
Sel-sel misteri dan hormon misteri
Insulin diproduksi oleh kumpulan kecil sel-sel di pankreas, yang disebut Islet Langerhans. Islet-islet ini mengandung sekurang-kurangnya lima jenis sel yang terlihat di bawah mikroskop: sel alpha, beta, gamma, delta, dan epsilon. Pada tahun 1920-an, para ilmuwan memahami bahwa insulin diproduksi oleh yang paling banyak dari kelima jenis tersebut, yaitu sel beta, yang menyusun sekitar setengah dari setiap islet.
Pada diabetes tipe I, sel beta rusak, menyebabkan seseorang tidak memiliki insulin. Pada diabetes tipe II, sel beta ada tetapi menghasilkan terlalu sedikit insulin. Akibatnya, banyak orang dengan diabetes harus menyuntikkan insulin untuk mencegah kadar gula darah mereka naik terlalu tinggi. Beberapa orang juga mengonsumsi obat-obatan yang merangsang sel beta yang lamban untuk menghasilkan lebih banyak insulin. Selama beberapa dekade, para ilmuwan terutama mempelajari sel beta, berharap untuk meningkatkan pengobatan ini.
Sel delta sebagian besar diabaikan,” kata Huising. “Mereka hanya menyumbang 5% dari sel islet, dan tidak ada yang tahu fungsinya.
Ketika kadar gula darah seseorang meningkat, sekitar 500 sel beta di setiap islet mulai berdenyut secara bersamaan, mengeluarkan insulin ke dalam aliran darah selama beberapa menit, lalu berhenti sebelum mengeluarkan denyutan insulin berikutnya. Dengan setiap denyutan insulin, sel beta juga mengeluarkan sedikit hormon lain, yaitu urocortin-3.
Pada tahun 2015, Huising menemukan bahwa urocortin-3 menyebabkan sel delta melepaskan hormon yang disebut somatostatin, yang pada gilirannya memberi tahu sel beta untuk menghentikan sekresi insulin.
“Sel-sel delta menekan rem pada produksi insulin,” kata Huising.
Pada tahun 2024, tim tersebut menunjukkan bahwa pada tikus tanpa sel delta, kadar gula darah tetap konsisten sekitar 20% di bawah normal, karena mereka tidak dapat memproduksi somatostatin sebagai respons terhadap urokortin-3. Orang-orang dengan diabetes memiliki tingkat urokortin-3 yang lebih rendah—dan dengan demikian, tingkat somatostatin yang berbeda di islet pankreas mereka. Studi pada tikus menunjukkan bahwa ini adalah salah satu alasan penting mengapa mereka rentan terhadap hipoglikemia.
Sel sel islet menyanyi secara bersamaan
Kepada Huising dan Pourhosseinzadeh, hal ini menunjukkan bahwa pengobatan medis untuk diabetes dapat ditingkatkan dengan menemukan cara untuk memulihkan fungsi urokortin-3. Ini akan memungkinkan sel delta untuk lebih ketat mengawasi produksi insulin. Studi baru ini menjelaskan kemungkinan-kemungkinan untuk melakukan ini.
Pourhosseinzadeh menemukan bahwa ketika sel beta mulai mengeluarkan pulsasi insulin, sel delta berpulsasi dengan ritme yang sama, seiring naik dan turunnya tingkat kalsium di semua sel secara bersamaan. Pulsasi kalsium ini menyebar dari sel beta ke sel delta yang berdekatan melalui koneksi listrik kecil yang disebut jembatan gap (gap junctions) yang terdiri dari protein yang disebut connexin 36. Hal ini mirip dengan cara sel jantung berkontraksi secara bersamaan.
Jika Pourhosseinzadeh mengganggu sambungan listrik antara sel beta dan delta, sel delta tidak lagi merespons untuk menurunkan produksi insulin—bahkan ketika mereka menerima urokortin-3.
“Kamu punya pukulan 1-2,” katanya. “Sinyal cepat melalui jembatan celah mempersiapkan sel delta, membuatnya siap merespons. Kemudian setelah keterlambatan sekitar 30 detik, sinyal urokortin-3 meningkatkan respons itu,” dan sel delta melepaskan somatostatin, menghentikan produksi insulin.
Mengembalikan koordinasi antara sel beta dan delta dapat meningkatkan kualitas hidup penderita diabetes dengan mencegah serangan hipoglikemia yang parah, kata Huising, “Kami sebenarnya sedang meneliti bagaimana ‘pukulan 1-2’ ini dapat dimanfaatkan untuk membuat obat-obatan yang ada bekerja lebih baik.”
Penulis tambahan pada makalah baru ini meliputi, di UC Davis: mantan mahasiswa magister Jessica Huang, Donghan Shin dan Ryan Hart; serta mantan mahasiswa sarjana Luhaiza Framroze, Jaresley Guillen, Joel Sanchez, Ramir Tirado dan Kelechi Unanwa.
Informasi lebih lanjut:Mohammad S. Pourhosseinzadeh dkk, Heterogenitas dalam koordinasi sel delta dengan sel beta didorong oleh sinyal parakrin dan jembatan celah Cx36 berkepadatan rendah,Proceedings of the National Academy of Sciences(2025).DOI: 10.1073/pnas.2504151122
Disediakan oleh UC Davis
Cerita ini pertama kali diterbitkan diMedical Xpress.
Leave a Reply