Diabete e gravidanza
Una proteina permette l’ingresso nelle cellule embrionali di alti livelli di glucosio
A cura di Valentina Fasano
Dopo tante ricerche, condotte da Mary R. Loeker e dai suoi colleghi al Joslin Diabetes Center, si è capito perché le donne con diabete sono più a rischio di avere bambini con menomazioni alla nascita. Anche se questi rischi sono significativamente diminuiti rispetto al passato, in parte grazie alle scoperte attuali, queste donne hanno ancora dalle due alle cinque possibilità in più che il nascituro sviluppi male organi come cuore o midollo spinale, organi che si formano nelle primissime settimane di gravidanza.
Nei vecchi studi, se una donna programmava una gravidanza, le veniva consigliato di tenere un buon compenso metabolico prima del concepimento. Inoltre, livelli alti di glucosio impediscono, nelle cellule embrionali, l’espressione di alcuni geni che controllano gli sviluppi dell’embrione. In questo ultimo studio sui topi è stato visto che una proteina chiamata trasportatore di glucosio 2 (GLUT2) rende possibile al glucosio l’ingresso nelle cellule embrionali quando la madre ha la glicemia alta.
“GLUT2 è una proteina che non pensavamo fosse importante per lo sviluppo embrionale nelle prime settimane” dice il Dr. Loeker. “Comunque la ricerca sui topi ha mostrato che l’espressione di questo gene nell’embrione in anticipo permette alle cellule di assorbire il glucosio circa due-tre volte più velocemente se la madre ha glicemie alte, mentre altri trasportatori di glucosio sarebbero saturati alle normali concentrazioni di glucosio. Ciò rende l’embrione molto sensibile alle malformazioni, come quelle al tubo neurale”.
I ricercatori finora hanno identificato 14 trasportatori differenti del glucosio, una categoria di proteine che si legano alle membrane delle cellule e permettono alle cellule di assorbire il glucosio.
Ogni tipo svolge un ruolo differente nell’assorbimento del glucosio e si trova in tipi differenti di cellule. “Abbiamo notato che l’embrione esprime una varietà di trasportatori del glucosio che introducono il glucosio necessario nelle cellule in sviluppo,” ha detto il Dott. Loeken, “Ma quello che mi è saltato agli occhi era che una di loro era Glut2.” Questa proteina, spiega il Dr. Loeken, è conosciuta come “high-Km glucose transporter”, cioè funziona efficientemente soltanto quando i livelli del glucosio sono elevati. I trasportatori che funzionano alle basse concentrazioni di glucosio, detti “low-Km glucose transporter”, non sono efficienti perché subito saturati dalle alte concentrazioni.
I low-Km transporter possono pensarsi come ad una porta stretta di una stanza che permetterà soltanto che passi una persona alla volta, mentre un high-Km transporter è come un portello completamente aperto che permetterà che parecchia gente passi insieme, spiega il Dr. Loeken. Quando poca gente deve entrare attraverso i portelli, quelli stretti funzioneranno appena così come i portelli completamente aperti, ma se una folla deve entrare attraverso i portelli, i portelli stretti saranno saturati, i portelli spalancati permetteranno che la gente passi e la concentrazione della gente nella stanza sarà molto alta.
“Dopo la nascita, il trasportatore Glut2 è espresso nelle beta cellule insulino-producenti del pancreas e nel fegato, i tessuti che ricevono il sangue che trasporta le alte concentrazioni di glucosio assorbite dall’intestino dopo un pasto,” dice il Dr. Loeken. “Pare che Glut2 sia espresso nel pancreas in cui il livello elevato del glucosio segnala alle beta cellule di liberare l’insulina e nel fegato, in cui segnala al fegato di immagazzinare il glucosio. In una gravidanza normale, il glucosio nel sangue della madre che circola all’utero non sarebbe e l’embrione non sarebbero esposti alle alte concentrazioni di glucosio. Di conseguenza, Glut2 non funzionerebbe affatto per migliorare anche gli altri trasportatori per assorbire il glucosio. Ma le concentrazioni del glucosio possono essere molto alte durante la gravidanza diabetica e se questo trasporto altamente efficiente del glucosio sta funzionando, le cellule dell’embrione si comportano come una spugna del glucosio, che si troverà ad un tasso molto più alto che il normale.”
Usando i topi che difettavano dei geni Glut2, che sono stati sviluppati da uno dei co-autori dello studio, Bernard Thorens, Ph.D., del centro Genomics integrato all’Università di Losanna in Svizzera, i ricercatori di Joslin hanno trovato che soltanto gli embrioni che trasportano i geni normali Glut2 hanno sviluppato le malformazioni quando le madri erano diabetiche, mentre gli embrioni che difettavano di geni Glut2 sono stati protetti dalle malformazioni durante la gravidanza diabetica. “Questo indica che Glut2 era responsabile di più alte concentrazioni di glucosio nella cellula e delle malformazioni.” Gli embrioni sono stati esaminati al decimo giorno della gestazione dei topi paragonabile circa alla quarta o quinta settimana di una gravidanza umana, che è circa il tempo in cui una donna puo’ scoprire che è incinta.
I ricercatori del Joslin hanno notato che esiste un vantaggio di sopravvivenza nell’avere il trasportatore Glut2. “La recente ricerca del nostro collaboratore, il Dr. Thorens, ha indicato che Glut2 è inoltre un trasportatore per la glucosammina, uno zucchero amminico che serve per la sintesi delle proteine,” ha detto il Dott. Loeken. “Poiché la glucosammina è sintetizzata nel fegato, che l’embrione non ha ancora, deve ottenerlo dalla circolazione della relativa madre. Anche se non lo sappiamo con certezza, Glut2 potrebbe essere necessario per l’embrione per il trasporto della glucosammina.”
Unendo questi risultati, Dott. Loeken ha detto: “L’embrione deve esprimere Glut2 per qualche motivo, poiché pochi embrioni sono sopravvissuti allo sviluppo iniziale se carenti di questo trasportatore. Forse accade perché è necessario trasportare la glucosammina. Tuttavia, perché questo trasportatore, che funziona bene dopo la nascita nel permettere al pancreas di produrre l’insulina ed al fegato di immagazzinare il glucosio, consente all’embrione di assumere efficientemente il glucosio quando le concentrazioni sono alte, che può accadere durante la gravidanza diabetica, e questo spiega perché l’embrione è così sensibile all’iperglicemia della madre.
“Mentre è troppo presto per dare tutte le raccomandazioni cliniche ai pazienti basate su questi nuovi risultati, la ricerca suggerisce che una volta che il glucosio raggiunge la concentrazione dove il trasportatore Glut2 funziona efficientemente, probabilmente questa condizione è sufficiente per causare le malformazioni,” ha detto il Dr. Loeken. “La cosa migliore che possiamo fare ora per impedire le malformazioni nella gravidanza diabetica è di aiutare la donna a stabilire il buon controllo del glucosio nel sangue prima del concepimento, di modo che potrà essere più sicura che i suoi livelli del glucosio sono simili al normale durante la gravidanza,” ha aggiunto.
Lavorando con gli esperti della medicina materno-fetale ad alto rischio al centro medico di Beth Israel Deaconess, il personale medico del Joslin ha stabilito un programma di gravidanza e diabete per aiutare le donne con il diabete e le donne a rischio di sviluppare la malattia per minimizzare questi rischi e per dare alla luce bambini in buona salute.
Traduzione e adattamento a cura di Valentina Fasano
Tratto da Medical News TodayData ultimo aggiornamento: Giovedì, 29 Marzo 2007 6:30:00
URL: http://www.progettodiabete.org/news/2007/n2007_024.html