Metabolizm argininy w cukrzycy typu 2 u dzieci

Równolegle z epidemią otyłości u dzieci, cukrzyca typu 2 (T2D) u dzieci staje się poważnym problemem zdrowia publicznego. Częstość występowania T2D u dzieci wzrosła o 50% w ciągu ostatniej dekady, a ostatnie dane pokazują, że T2D odpowiada za jeden na cztery nowo zdiagnozowane przypadki cukrzycy u dzieci. Dzieci z T2D mają agresywny przebieg choroby i szybki spadek funkcji komórek β, a wiele z nich ma również wiele czynników ryzyka chorób sercowo-naczyniowych we wczesnym wieku. Choroba charakteryzuje się insulinoopornością i upośledzonym wydzielaniem insuliny, ale molekularne podstawy T2D nie zostały jeszcze w pełni wyjaśnione. Badanie to ma na celu odkrycie roli metabolizmu argininy w patogenezie T2D u dzieci oraz wpływu podawania egzogennej argininy na funkcję komórek β u dzieci z T2D.

Arginina jest znanym stymulantem wydzielania insuliny w komórkach β trzustki. Tlenek azotu (NO) jest syntetyzowany z argininy przez syntazę NO, a arginina stymuluje wydzielanie insuliny zarówno w mechanizmach, w których pośredniczy NO, jak i niezależnych od NO, poprzez stymulację cyklazy guanylanowej, depolaryzację błon i produkty uboczne metabolizmu. Wpływ argininy na komórki β trzustki zależy od dostępnego stężenia argininy w komórkach. Techniki kinetyczne wykorzystujące infuzje znaczników izotopowych i ukierunkowana metabolomika zapewniają wyjątkową możliwość określenia „wewnątrzkomórkowej” dostępności argininy i jej względnego udziału różnych szlaków w tej puli. Takie badania na dorosłych z T2D wykazały, że arginina i NO odgrywają rolę w patogenezie T2D poprzez wpływ na wydzielanie insuliny i wrażliwość na insulinę. We wstępnych danych dotyczących dzieci z T2D badacze stwierdzili, że dzieci z T2D miały na czczo niższy poziom argininy, cytruliny (prekursor argininy) i glutaminy (prekursor cytruliny). W tej propozycji badacze będą szukać kinetycznej walidacji tych obserwacji generujących hipotezy, aby zbadać rolę metabolizmu argininy w pediatrycznej T2D. Naszą główną hipotezą jest to, że dzieci z T2D mają niewystarczającą dostępność argininy (Cel 1), co prowadzi do suboptymalnej funkcji komórek β, którą można przywrócić przez podanie egzogennej argininy (Cel 2). Jeśli nasze hipotezy się potwierdzą, suplementacja argininą odegra klinicznie istotną rolę w poprawie wyników leczenia cukrzycy w tej populacji jako bezpieczny, tani i łatwo dostępny składnik odżywczy.