تحقیقات نشان می‌دهد که چگونه افزایش متابولیسم گلوکز، ممکن است خطر لخته شدن خون در بیماری دیابت را افزایش داده و چگونه تغییر متابولیسم گلوکزِ پلاکتی، بر عملکرد پلاکت‌ها تاثیر می‌گذارد.
با توجه به بررسی جدید محققان دانشگاه Iowa، پلاکت‌ها سلول‌هایی در خون، با قابلیت لخته‌کنندگی هستند که شدیدا توانایی‌شان به متابولیسم گلوکز وابسته است.
یافته‌های منتشر شده در Cell Reports و در مقالات مرتبط با آترواسکلروز (تصلب شرایین)، ترومبوز (تشکیل لخته‌ی خون در داخل رگ) و زیست شناسیِ عروقی (ATVB) ممکن است حاوی مفهومی بر فهم و درک افزایش خطر ترومبوز در افراد دیابتی باشد.
پلاکت‌ها، پاره‌ای از سلول‌های دیسکی شکل در خون هستند که به هنگام فعال شدن، در قالب لخته تجمع می‌یابند. افزایش فعالیت پلاکتی، همچنین ممکن است به شرایط التهابی مانند آرتریت روماتوئید (رماتیسم مفصلی) و افزایش مرگ و میر ناشی از سپسیس (عفونت خون) منجر شود. تیم تحقیقاتی دریافتند در موش‌هایی که دچار کمبود پروتئین‌های مسئول در ورود گلوکز به پلاکت‌ها هستند، تعداد پلاکت‌ها کاهش یافته و عمر آن‌ها نیز کوتاه‌تر شده‌است.
E.Dale Abel، دارای دکترای پزشکی و تخصصی، استاد بخش طب داخلی دانشکده‌ی پزشکی UI Carver و مدیر ارشد مرکز تحقیقات دیابت UI می‌گوید:
ما دریافته‌ایم که متابولیسم گلوکز، در سراسر دوره‌ی حیات پلاکت‌ها از تولید، کارهایی که انجام می‌دهند تا چگونگی پاکسازی آن‌ها از بدن نقش بسیار مهم و حیاتی دارد.
دو پروتئین ناقل گلوکز به نام‌های GLUT1 و GLUT3 برای ورود گلوکز به داخل پلاکت‌ها مورد نیاز هستند. Abel و همکارانش به بررسی نمونه‌هایی از موش‌های مهندسی ژنتیک شده پرداختند که GLUT1 و GLUT3 یا فقط GLUT3 را از دست داده بودند و مشاهده کردند که چگونه تولید پلاکت، عملکرد و پاکسازی آن‌ها را در بدن تحت تاثیر قرار داده‌اند.
در صورت عدم توانایی متابولیزه شدن گلوکز، موش‌ها پلاکت‌ها را تولید کرده و میتوکندریِ پلاکت‌ها به جای گلوکز، مواد دیگری را متابولیزه کردند تا کارشان را در جهت تولید انرژی سلول انجام دهند اما تعداد پلاکت موش‌ها کمتر از حد نرمال بود.
محققان توانستند دو دلیل برای کاهش تعداد پلاکت‌ها در موش‌هایی که فاقد GLUT1 و GLUT3 هستند، ارائه کنند: کاهش تولید پلاکت‌ها و افزایش پاکسازی آن‌ها از بدن.
پلاکت‌ها توسط سلول‌های مغز استخوان به نام مگاکاریوسیت ایجاد می‌شوند. محققان توانایی مگاکاریوسیت‌ها را برای تولید پلاکت‌های جدید با تخلیه خون از پلاکت‌ها و مشاهده روند بهبودی پس از آن، که کمتر از حد نرمال بود، مورد آزمایش قرار دادند. آن‌ها همچنین مکانیسم سلول‌های مگاکاریوسیت را در آزمایشگاه آزمودند؛ آن‌ها را تحریک کردند تا پلاکت‌های جدیدی تولید کنند و متوجه شدند که تولید پلاکت‌های جدید با کمبود‌هایی روبه رو می‌شود.
Abel می‌گوید:
ما به طور واضح نشان دادیم که یک نیاز حیاتی به گلوکز، برای ساخت پلاکت از مغز استخوان وجود دارد.
علاوه بر این تیم مشاهده کرد که پلاکت‌های جوان حتی در غیاب گلوکز هم به طور طبیعی فعالیت دارند اما با گذشت زمان و افزایش روند پیری، پلاکت‌ها به دلیل تخریب شدن، زودتر از حد معمول از گردش خون حذف می‌شوند.
Abel همچنین اشاره دارد:
ما مکانیزم جدیدی از نکروز را شناسایی کردیم که عدم وجود گلوکز، منجر به تجزیه پروتئینی به نام کالپین می‌شود که پلاکت‌ها را برای این مسیر نکروز دهنده نشاندار می‌کند. اگر حیوانات را با یک مهارکننده‌ی کالپین درمان کنیم می‌توانیم افزایش پاکسازی پلاکت‌ها را کاهش دهیم.
این تیم همچنین تلاش کردند تا تعیین کنند که آیا پلاکت‌ها می‌توانند در صورت توقف متابولیسم میتوکندریایی، زنده مانده و همچنان به فعالیت خود ادامه دهند یا خیر. به موش‌ها یک سم میتوکندری تزریق شد که یک موش سالم توانایی تحمل آن را دارد اما درموش‌هایی که دچار کمبود پروتئین‌های GLUT1 و GLUT3 بودند، تعداد پلاکت‌ها در حدود ۳۰ دقیقه به صفر کاهش پیدا کرد.
Abel می‌گوید:
این عملکرد نقش بسیار مهمی برای متابولیسم در چگونگی ترک پلاکت‌ها از مغز استخوان، ورود آن‌ها به گردش خون و ساکن شدنشان ایفا می‌کند؛ حتی می‌تواند بر این دلالت داشته باشد که چرا پلاکت‌ها باید تا یک دوره‌ی زمانی خاصی، از خون‌های اهدایی مورد استفاده قرار گیرند، چراکه هرچه تازه‌تر باشند بهتر است.
در تحقیق مربوط به ATVB، تیم تحقیقاتی نشان دادند که GLUT3 نقش برجسته‌ای در فعال سازی پلاکت‌ها ایفا می‌کند و موش‌هایی که مقدار GLUT3 در پلاکت‌های آن‌ها کاهش می‌یابد ، از آمبولی ریوی جان سالم به در می‌برند و دچار آرتریت روماتوئید کمتری می‌شوند. Abel می‌گوید:
این مطالعه مرحله‌ای برای کاوش استراتژی‌هایی است که در آن تغییر در بکارگیری گلوکز پلاکتی، در شرایطی که فعال سازی پلاکت مهار می‌شود، می‌تواند در اهداف درمانی موثر و سودمند واقع شود.
این کار بخشی از یک مؤسسه ملی گسترده با همکاری محققان دانشگاه Utah است که به دنبال یافتن مکانیزمی برای افزایش خطر ابتلا به ترومبوز در افراد دیابتی هستند.
Abel خاطر نشان می‌کند:
ما می‌دانیم که در دیابت، پلاکت‌ها بیش از حد گلوکز مصرف می‌کنند. این افزایش در متابولیسم گلوکز با فعالیت زیاد پلاکتی که بسیاری از عوارض عروقی مربوط به دیابت را تعیین می‌کند، ارتباط دارد. کاهش توانایی پلاکت‌ها در استفاده از گلوکز، می‌تواند در زمینه دیابت مفید باشد.
