Kan mitokondrier i insulinproduserende celler tilpasse seg høye nivåer av glukose?

IK Hals, Z Ma, M Kyllinga, A. Bjørkvik, A Zhao, S-B Catrina, X Zhang, A Björklund, V Grill

Ved diabetes er glukosenivået (blodsukkeret) kronisk forhøyet. Dette medfører skade på mitokondriene – cellenes energifabrikker – i de insulinproduserende betacellene i bukspyttkjertelen. Vi vet likevel for lite om hvor lenge mitokondriene tåler å utsettes for høye glukosenivåer før skader begynner å oppstå.

I denne studien undersøkte vi hvordan mitokondrier i friske betaceller påvirkes av
glukosenivåer som ligner de man ser ved diabetes. I tillegg undersøkte vi om ketoner, som kroppen produserer når blodsukkeret blir veldig høyt over lang tid, hadde noe å si for hvordan mitokondriene ble påvirket.

For å undersøke hvordan humane betaceller fungerer på detaljnivå (molekyl-nivå), benyttes ofte betaceller fra forsøksrotter. Slike celler ble brukt også i vår studie. Vi målte oksygenforbruk og energiproduksjon i cellene, og fant at kortvarig eksponering for et høyt glukosenivå økte aktiviteten til mitokondriene. Men, når cellene ble utsatt for det høye glukosenivået over lengre tid, forsvant denne effekten, og enkelte essensielle mitokondrieproteiner ble svekket. Cellene produserte også mindre av den viktige energikomponenten ATP, som cellene må ha for å produsere insulin. Samtidig ble produksjonen av skadelige oksygenforbindelser forstyrret. Ketoner så ikke ut til å ha verken beskyttende eller forverrende effekt på noe av dette.

Resultatene tyder på at mitokondriene i insulinproduserende betaceller er fleksible og kan tilpasse seg høye glukosenivåer – men kun i en kort periode. Vedvarer det høye glukosenivået, mister mitokondriene, og dermed betacellene, evnen til å fungere normalt.
Flere studier må til, også på humane betaceller, for å avdekke betacellenes tåleevne for glukose frem til første tegn på svekkelse oppstår.

Originaltittel: Time dynamics of elevated glucose and beta-hydroxybutyrate on beta cell mitochondrial metabolism.

Publikasjon: ISLETS, 2025, VOL. 17, NO. 1, 2503515

Kontakt: ingrid.kathrin.hals@helse-nordtrondelag.no