Hormonaaliset vasteet sekalaiseen ateriaan ihmisillä, joilla on kystinen fibroosi

Haimalla on keskeinen rooli koko kehon glukoosiaineenvaihdunnan säätelyssä ihmisillä. Se sisältää 1–3 miljoonaa saareketta, joista jokainen sisältää useita umpierityssoluja, mukaan lukien insuliinia erittävät beetasolut, glukagonia erittävät alfasolut ja somatostatiinia erittävät deltasolut. Insuliinia vapautuu vasteena verensokerin nousulle aterian jälkeen ja se edistää ääreiskudosten (esim. luurankolihasten) glukoosin hyödyntämistä, mikä mahdollistaa verensokerin palautumisen paastotasolle. Glukagonia vapautuu, kun verensokeri laskee normaalin paastotason alapuolelle (~80-100 mg/dl), ja se vaikuttaa maksaan insuliinin vastaisesti ja lisää maksan glukoosin tuotantoa. Somatostatiinin rooli koko kehon glukoosin homeostaasissa on hieman monimutkaisempi. Sen rooli koko kehon glukoosin homeostaasin akuutissa säätelyssä on pieni terveillä ihmisillä. Toisaalta se pystyy estämään sekä insuliinin että glukagonin eritystä ympäristön aineenvaihduntaolosuhteista riippumatta. Sen lisäksi, että somatostatiinilla on kyky säädellä hormonin eritystä, sen tiedetään myös vähentävän glukoosin imeytymistä maha-suolikanavasta.

CF on yleisin elämää rajoittava geneettinen sairaus valkoihoisilla. Sen aiheuttavat resessiiviset mutaatiot geenissä, joka koodaa CF-transmembraanisen konduktanssin säätelijää (CFTR). Ensisijainen patologinen muutos on paksun ductularisen liman erittyminen, mikä johtaa keuhkojen ja eksokriinisen haiman progressiiviseen obstruktiiviseen vaurioon. Ruoansulatusentsyymien erityksestä vastaavan eksokriinisen haiman vaurioituminen johtaa eksokriiniseen haiman vajaatoimintaan (PI), joka ilmenee ripulina ja nautittujen ravintoaineiden imeytymishäiriönä, mikä vaatii haiman entsyymien korvaamista. Eksokriinisen PI:n patologiset muutokset ilmenevät jo muutaman ensimmäisen elinkuukauden aikana, ja useimmilla CF-potilailla diagnosoidaan PI ennen kuin he saavuttavat aikuisiän.

Eksokriinisen PI:n aste korreloi kystiseen fibroosiin liittyvän diabeteksen (CFRD) kehittymisriskin kanssa. Kaikilla PI-potilailla ei kuitenkaan ole diabetesta. CFRD-potilailla on heikentynyt haiman beetasolujen toiminta, jolle on selkein tyypillistä insuliinin erityksen väheneminen vasteena glukoosin nauttimiseen. Lisäksi on raportoitu, että glukagonivasteet insuliinin aiheuttamaan hypoglykemiaan vähenevät CFRD:ssä, mikä tarjoaa todisteita siitä, että haiman alfasolujen toiminta on myös heikentynyt CFRD:ssä. Yksi hypoteesi heikentyneestä endokriinisestä toiminnasta CFRD:ssä on saarekemäärän väheneminen ja/tai saarekerakenteen muuttuminen. Näitä muutoksia, jotka ovat CF:n tunnusomaisia ​​piirteitä, arvellaan edeltävän eksokriinisen haiman obstruktiivinen vaurio, jonka aiheuttavat paksut, viskoosit haiman eritteet, jotka johtavat etenevään fibroosiin ja haiman rasvainfiltraatioon. Itse asiassa CFRD-potilaiden saarekkeiden immunohistokemialliset tutkimukset osoittavat, että insuliinia tuottavien solujen määrä on merkittävästi vähentynyt verrattuna CF-potilaisiin, joilla ei ole diabetesta ja kontrolleja.

On selvää, että metabolinen säätely pahenee asteittain, kun CF-fenotyyppi etenee lievästä vakavaksi (eksokriinisesta haiman vajaatoiminnasta eksokriiniseen haiman vajaatoimintaan, diabetekseen). Kuitenkin mekanismi, jonka kautta tämä metabolisen säätelyn huononeminen tapahtuu, on epäselvä. Itse asiassa on mahdollista, että saarekemorfologian muutosten lisäksi toinen tärkeä tekijä, joka voi johtaa CF:n metabolisen säätelyn heikkenemiseen, ovat limakalvon eritteet, jotka johtavat fibroosiin ja rasvan tunkeutumiseen haimaan. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia, kuinka hormonivasteet seka-aterialle eroavat terveiden kontrollien ja kystistä fibroosia sairastavien ihmisten välillä ja miten nämä muutokset korreloivat heikkenevän glukoositoleranssin kanssa.