Cryptochrome - Protein có liên quan đến đồng hồ sinh học và việc sản xuất glucose trong gan
Khám phá này ban đầu gây nên sự ngạc nhiên bởi các hóa chất được phân lập không trực tiếp kiểm soát việc sản xuất glucose trong gan, thay vào đó chúng tác động đến hoạt động của một protein chủ chốt quy định các cơ chế bên trong của các hoạt động diễn ra trong ngày và đêm của chúng ta mà các nhà khoa học gọi là nhịp sinh học hay đồng hồ sinh học.
Các nhà khoa học từ lâu đã đặt mối quan tâm bệnh tiểu đường và béo phì có thể liên quan đến các vấn đề xảy ra trong đồng hồ sinh học. Chẳng hạn, khi thay đổi đồng hồ sinh học của con chuột trong phòng thí nghiệm, chúng thường trở nên béo phì và dễ mắc bệnh tiểu đường. Hai năm trước, một nhóm nghiên cứu, đứng đầu bởi Steve Kay – Trưởng Phòng Khoa học Sinh học tại UC San Diego, đã phát hiện ra mối liên kết sinh hóa đầu tiên giữa đồng hồ sinh học và bệnh tiểu đường. Họ tìm thấy một loại protein quan trọng, cryptochrome, vừa điều chỉnh đồng hồ sinh học của thực vật, côn trùng và động vật có vú, vừa có chức năng điều hòa sản xuất glucose trong gan, và sự thay đổi nồng độ của protein này có thể cải thiện sức khỏe của những con chuột bị tiểu đường.
Hiện tại, Kay và nhóm của ông đã phát hiện ra một phân tử nhỏ có thể dễ dàng phát triển thành một loại thuốc có khả năng điều khiển cách thức cryptochrome tác động vào các bánh răng phân tử của đồng hồ sinh học, từ đó kiềm hãm việc sản xuất glucose ở gan. Cũng giống như chuột và các loài động vật khác, con người đã tiến hóa hoàn thiện các cơ chế sinh hóa để giữ cho việc cung cấp đường lên não được ổn định vào ban đêm, khi mà chúng ta không ăn uống và không hoạt động.
"Vào cuối đêm, các kích thích tố báo hiệu rằng chúng ta đang ở trong trạng thái ăn kiêng", Kay phát biểu. "Và trong ngày, khi chúng ta đang hoạt động, đồng hồ sinh học tắt những tín hiệu ăn kiêng để gan tạo ra đường nhiều hơn bởi vì đó là thời gian chúng ta ăn uống."
Bệnh tiểu đường có nguyên nhân từ sự tích tụ glucose trong máu, có thể dẫn đến bệnh tim, đột quỵ, suy thận và mù lòa. Ở bệnh tiểu đường loại 1, các tế bào sản xuất insulin trong tuyến tụy bị phá hủy, làm lượng đường trong máu tăng cao. Ở bệnh tiểu đường loại 2, chiếm 90% các trường hợp, lượng đường trong máu tăng cao có nguyên nhân từ sự đề kháng dần dần với insulin do bệnh béo phì hoặc các vấn đề khác gây ra.
Trong năm 2010, Kay và các đồng sự phát hiện cryptochrome đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh thời gian của các loại hình ăn uống theo chu kỳ bên trong cơ thể, sắp xếp thời gian ăn kiêng vào ban đêm và thời gian ăn uống vào ban ngày nhằm duy trì nguồn cung cấp đường ổn định. Gần đây, các nhà nghiên cứu khác đã phát hiện cryptochrome cũng có khả năng làm giảm lượng đường cao trong máu do dùng thuốc hen suyễn bằng cách điều chỉnh thời gian bệnh nhân uống thuốc trong ngày. "Chúng tôi thấy rằng nếu chúng ta tăng mức độ cryptochrome di truyền trong gan, chúng ta có thể ức chế sản xuất glucose ở gan", Kay nói.
Phần 2: Phát hiện cơ chế hoạt động của hợp chất có khả năng kiểm soát đồng hồ sinh học- mở hướng đi mới trong việc điều trị bệnh tiểu đường tuýp 2. |