Yhden rautatabletin ottamisen vaikutus insuliinin eritykseen

Suun kautta otettava rautalisä on ensisijainen hoito potilaille, joilla on raudanpuuteanemia. Useissa kehitysmaissa, mukaan lukien Intiassa, raskaana olevat naiset saavat rutiininomaisesti rautaa, erityisesti raskauden toisen ja kolmannen kolmanneksen aikana istukan ja kasvavan sikiön lisääntyneen raudan tarpeen vuoksi.

Raudan oraalinen anto on parempi kuin suonensisäinen anto, koska se on tehokasta, suhteellisen halpaa ja turvallista. Suun kautta annettavia rautavalmisteita on monia erilaisia ​​ja useimmat niistä sisältävät rautaa rautamuodossa (rautasulfaatti, rautafumaraatti, rautaglukonaatti, rautaskorbaatti jne.). Vaikka on osoitettu, että kaikki nämä valmisteet lisäävät yhtä tehokkaita hemoglobiinitasoja, rautasulfaatti, koska se on helposti saatavilla ja taloudellinen, on eniten määrätty rautavalmiste.

Rauta imeytyy pohjukaissuolessa. Ravinnon sisältämä rauta on yleensä rautamuodossa, ja se on pelkistettävä rautamuotoon ennen imeytymistä. Tätä pelkistysreaktiota katalysoivat pohjukaissuolen ferrireduktaasit (kuten pohjukaissuolen sytokromi b) ja sitä auttavat mahalaukun HCl ja muut ruokavaliossa olevat pelkistävät aineet, kuten C-vitamiini (askorbiinihappo). Raudan antaminen rautamuodossa (esim. rautasulfaattina) kiertää tämän vaiheen, jolloin se on helposti biosaatavissa. Rautarauta kulkeutuu enterosyyttien luminaalisen kalvon läpi kaksiarvoisen metallinkuljettaja-1:n (DMT-1) kautta. Rauta kuljetetaan sitten basolateraalikalvon läpi (vereen) toisen kuljettajan, ferroportiinin, avulla. Hepcidiini, maksan syntetisoima ja erittämä peptidihormoni, sitoutuu ferroportiiniin ja hajottaa sitä, mikä vähentää raudan imeytymistä suolistosta.

Veressä rauta kulkeutuu sitoutuneena plasman proteiiniin, transferriiniin, joka sitoo rautaa suurella affiniteetilla. Transferriini on normaalisti kyllästynyt noin 30-35 %:iin sen kokonaisraudansitomiskapasiteetista, mikä jättää suuren reservin lisäraudan sitomiseen. Raudan ylikuormituksen olosuhteissa, kuten hemokromatoosissa tai potilailla, joilla on talassemia, transferriinin saturaatio voi lisääntyä merkittävästi. Kun transferriinin saturaatio nousee yli 60 % ja varsinkin kun se lähestyy 80 %, veressä kiertää pieni mutta merkittävä määrä rautaa, joka ei ole sitoutunut transferriiniin. Tämä fraktio, jota kutsutaan "labiiliksi raudoksi" tai ei-transferriiniin sidottu rauta (NTBI), on erittäin reaktiivinen ja voi aiheuttaa oksidatiivisia kudosvaurioita.

NTBI poistuu nopeasti verenkierrosta pääasiassa hepatosyyttien kautta. On osoitettu, että ZIP14 on fysiologisesti tärkein kuljettaja, joka kuljettaa NTBI:tä hepatosyytteihin. Äskettäin osoitettiin, että ZIP14 ekspressoituu myös ihmisen haiman beetasoluissa ja että se voi välittää näiden solujen NTBI:n ottoa. Useat in vitro ja eläintutkimukset ovat osoittaneet, että raudan ylikuormitus heikentää haiman beetasolujen toimintaa. Hemokromatoosipotilaiden tiedetään keräävän rautaa beetasoluihin, mikä johtaa diabetekseen heikentyneen insuliinin erityskyvyn vuoksi. Toisaalta raudan kelatointi tai ravinnon raudan rajoittaminen parantaa insuliinin eritystä diabeteksen hiirimalleissa. Samoin raudan kelaatio hemokromatoosissa ja talassemiassa paransi myös insuliinin eritystä. Nämä tutkimukset osoittavat vahvan yhteyden lisääntyneen raudan ja heikentyneen beetasolutoiminnan välillä.

On osoitettu, että yhden ferrosulfaattiannoksen (sisältää 60-100 mg alkuainerautaa) jälkeen transferriinin saturaatio kasvaa nopeasti ja saavuttaa huippunsa (noin 80 %) 2 tuntia annon jälkeen. Tämä liittyy NTBI:n merkittävään nousuun, joka myös huippu on 2 tuntia. Ottaen huomioon, että oraalinen raudan antaminen lisää NTBI:tä veressä ja että haiman beetasolut ottavat NTBI:tä vastaan ​​ZIP14:n kautta, oletimme, että suun kautta otettava rauta voi johtaa beetasolujen rautapitoisuuden nousuun, mikä voi sitten aiheuttaa insuliinin erittymisen heikkenemistä.

Tämän hypoteesin testaamiseksi aiomme suorittaa näennäisen kokeellisen yhden haaran ennen ja jälkeen -tutkimuksen, jossa insuliinin erityksen kinetiikka määritetään lähtötilanteessa ja yhden rautaannoksen (rautasulfaatti, 120 mg alkuainerauta) jälkeen terveitä miehiä.

Terveet miespuoliset vapaaehtoiset rekrytoidaan Velloren Christian Medical Collegen henkilökunnan joukosta saatuaan kirjallisen tietoisen suostumuksen. Osallistujille suoritetaan 75 g:n suun glukoosinsietotestit (OGTT) insuliinin erityksen peruskinetiikan dokumentoimiseksi. Viikkoa myöhemmin OGTT toistetaan yhden ferrosulfaattiannoksen (120 mg alkuainerauta) jälkeen 2 tuntia ennen testiä. Seerumin glukoosin, insuliinin, C-peptidin, seerumin raudan ja transferriinin saturaatiotasot mitataan molempien OGTT:n aikana. Raudan vaikutukset insuliinin erityksen kinetiikkaan dokumentoidaan. Lisäksi selvitämme, tapahtuuko muutoksia glukoositoleranssissa, insuliiniresistenssissä ja insuliinin puhdistuman nopeuksissa.