Метформинът понижава кръвната захар, като блокира важен митохондриален процес

Изследване на екип от неправителствената организация Northwestern Medicine разкрива, че метформинът, който се предписва на пациенти с диабет тип 2, блокира важния за производството на енергия от митохондриите комплекс I, като така понижава нивата на кръвната захар.

Въпреки че лекарството се използва широко вече повече от шест десетилетия, механизмът му на действие до този момент не бе напълно ясен.

» Медикаментът метформин при диабет може да потисне развитието на рядък вид мозъчен тумор в детска възраст

Комплексна роля на метформина

Милиони хора по света се лекуват с метформин, с чиято помощ успешно регулират високата кръвна захар. Освен при диабет, учените смятат, че медикаментът забавя развитието на рака, предпазва от тежко протичане на COVID-19 и потиска възпалителните процеси.

Проучването на специалистите от Northwestern Medicine доказва, че метформинът понижава нивото на глюкозата в кръвта на лабораторни мишки, като нарушава процеса на производство на енергия в митохондриите, наричани още „енергийните фабрики“ на клетките. По-конкретно той блокира митохондриалния комплекс I*, което позволява на лекарството да атакува клетките, причинители на болестта, без обаче да засяга сериозно здравите.

Авторът проф. Навдееп Шандел е категоричен, че откритието на колегите му е важно за изясняване начина на действие на метформина и връзката му с митохондриите в клетките.

Заключението на екипа е публикувано на 18.12.2024 г. в списание Science Advances.

Какво представлява метформинът

Метформинът е не много скъп медикамент, за чието производство се използва екстракт от вещество, което се съдържа във френския люляк. Много пациенти с диабет по света се лекуват основно с него. В Щатите напоследък се комбинира с лекарства със семаглутид като Ozempic например.

Има много научни теории за ефекта от метформина върху клетките, но повечето от тях не са надеждни. Шандел допълва: „Всяка година се водят дебати относно механизма или функцията на медикамента и нито един от тях не завършва с категорично становище.“

Изследване върху механизма на действие на метформина

Тъй като метформинът се нуждае от транспорт, за да достигне вътрешността на клетките, където се намират и митохондриите, той засяга само няколко вида клетки – най-вече тези в червата, черния дроб и бъбреците. За да изследва ролята на митохондриалния комплекс I при понижаване на кръвната захар, екипът създава генетично модифицирани мишки, които експресират ензима NDI1. Той имитира действието на митохондриалния комплекс I, но не може да бъде блокиран от метформина.

Ензимът NDI1 намалява действието на метформина

Учените сравняват нивата на глюкоза в кръвта на мишки, които са приемали или не са метформин и които са експресирали или не са протеина NDI1. Резултатите показват, че онези, които са получавали лекарството, са с по-ниски нива на кръвна захар, за разлика от онези, експресирали ензима NDI1, при които спадът е по-малък. Това означава, че медикаментът за диабет атакува митохондриалния комплекс I, за да понижи кръвната захар.

Шандел уточнява: „Мишките, които експресират ензима NDI1, не са напълно резистентни на действието на метформина, което ни подсказа, че той вероятно е намерил други пътища, по които да регулира глюкозата в кръвта.“

» Методът LILA значително подобрява състоянието при хора със захарен диабет тип 2

Метформинът може да забави развитието на рака

По-рано екипът на проф. Шандел използва NDI1, за да покаже, че лекарството има положителен ефект върху пациенти с онкологични заболявания, като блокира същия митохондриален комплекс I в раковите клетки, забавяйки растежа им.

Един от съавторите на настоящото изследване д-р Скот Бъдинджър провежда друго проучване, което пък разкрива, че метформинът може да потисне причинено от замърсяване възпаление при мишки.

„Смятаме, че метформинът действа в няколко посоки – понижава кръвната захар, намалява възпалението и би могъл да забави развитието на рака, като всичко това е резултат от способността му да блокира енергийния комплекс I на митохондриите. Разбира се, нашата теория тепърва предстои да бъде разгледана и доказана“, заключава проф. Шандел. 

* “Metformin targets mitochondrial complex I to lower blood glucose levels” by Colleen R. Reczek, Ram P. Chakrabarty, Karis B. D’Alessandro, Zachary L. Sebo, Rogan A. Grant, Peng Gao, G. R. Scott Budinger and Navdeep S. Chandel, 18 December 2024, Science Advances.