Diabetes tipe 2 menyerang ratusan juta orang di seluruh dunia, dan tingkat kejadiannya masih terus meningkat. Dalam sebuah studi baru, para peneliti dari University of Texas Southwestern Medical Center melaporkan bahwa hormon seks wanita yang khas, estrogen, dapat merangsang sel endotel vaskular untuk menyalurkan insulin ke otot, sehingga mengurangi gula darah dan mencegah diabetes tipe 2. Penemuan ini pada akhirnya dapat mengarah pada pengobatan baru untuk diabetes tipe 2. Hasil penelitian yang relevan baru-baru ini dipublikasikan dalam jurnal Nature Communications, dengan judul makalah "Endothalial ER Promotes glucose immunity by increasing endothermal insulin transport to skeletal muscle."
Philip Shaul, MD, seorang profesor pediatri dan direktur Pusat Biologi Paru dan Vaskular Pediatrik di University of Texas Southwest Medical Center dan rekan penulis makalah tersebut, mengatakan, "Studi pada tikus ini mengungkapkan mekanisme baru yang meningkatkan pengiriman insulin ke otot, tempat 80% glukosa tubuh diproses
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa estrogen tampaknya mencegah diabetes tipe 2, penyakit yang ditandai dengan gula darah tinggi, yang disebabkan oleh hilangnya fungsi insulin pada organ tubuh yang mengendalikan gula darah.
Misalnya, risiko diabetes tipe 2 pada wanita yang memasuki masa menopause setelah menopause alami atau melalui operasi pengangkatan ovarium yang memproduksi estrogen secara signifikan lebih tinggi daripada pada wanita pramenopause, dan risiko ini biasanya dapat dikurangi melalui terapi penggantian hormon. Demikian pula, reseptor estrogen, yang mengatur peran estrogen dalam sel, bermutasi dan menjadi tidak aktif, membuat pria lebih rentan terhadap penyakit ini.
Meskipun efek metabolik estrogen pada otot dan jaringan adiposa telah dibuktikan sepenuhnya, dampaknya pada sel endotel vaskular masih belum diketahui. Untuk mempelajari informasi lebih lanjut, Dr. Shaul dan rekan-rekannya melakukan penelitian pada tikus, dengan secara selektif menghilangkan reseptor estrogen dari sel endotel vaskular melalui teknologi genetik. Seperti manusia yang membawa mutasi reseptor estrogen, tikus jantan dengan perubahan ini mengembangkan diabetes tipe 2 pada hewan pengerat.
Pada tikus betina yang menjalani ovariektomi dan diet tinggi lemak (pada tikus sehat, pengobatan estrogen dapat membalikkan diabetes tipe 2), pembungkaman selektif gen reseptor estrogen dalam sel endotel vaskular menyebabkan hilangnya efek antidiabetes estrogen secara menyeluruh. Percobaan ini menunjukkan bahwa reseptor estrogen memainkan peran penting dalam mengurangi gula darah dalam sel endotel tikus jantan dan betina.
Percobaan lebih lanjut yang dilakukan pada sel endotel vaskular yang dikultur secara in vivo telah menunjukkan bahwa ketika estrogen menstimulasi reseptor estrogen pada permukaan sel endotel vaskular, insulin dengan mudah ditransfer dari satu sisi sel ini ke sisi lainnya. Pada tikus, efek ini menyebabkan insulin masuk ke otot rangka dari darah, yang mengonsumsi sebagian besar glukosa dalam tubuh.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa estrogen tampaknya mencegah diabetes tipe 2, penyakit yang ditandai dengan gula darah tinggi, yang disebabkan oleh hilangnya fungsi insulin pada organ tubuh yang mengendalikan gula darah.
Misalnya, risiko diabetes tipe 2 pada wanita yang memasuki masa menopause setelah menopause alami atau melalui operasi pengangkatan ovarium yang memproduksi estrogen secara signifikan lebih tinggi daripada pada wanita pramenopause, dan risiko ini biasanya dapat dikurangi melalui terapi penggantian hormon. Demikian pula, reseptor estrogen, yang mengatur peran estrogen dalam sel, bermutasi dan menjadi tidak aktif, membuat pria lebih rentan terhadap penyakit ini.
Meskipun efek metabolik estrogen pada otot dan jaringan adiposa telah dibuktikan sepenuhnya, dampaknya pada sel endotel vaskular masih belum diketahui. Untuk mempelajari informasi lebih lanjut, Dr. Shaul dan rekan-rekannya melakukan penelitian pada tikus, dengan secara selektif menghilangkan reseptor estrogen dari sel endotel vaskular melalui teknologi genetik. Seperti manusia yang membawa mutasi reseptor estrogen, tikus jantan dengan perubahan ini mengembangkan diabetes tipe 2 pada hewan pengerat.
Pada tikus betina yang menjalani ovariektomi dan diet tinggi lemak (pada tikus sehat, pengobatan estrogen dapat membalikkan diabetes tipe 2), pembungkaman selektif gen reseptor estrogen dalam sel endotel vaskular menyebabkan hilangnya efek antidiabetes estrogen secara menyeluruh. Percobaan ini menunjukkan bahwa reseptor estrogen memainkan peran penting dalam mengurangi gula darah dalam sel endotel tikus jantan dan betina.
Percobaan lebih lanjut yang dilakukan pada sel endotel vaskular yang dikultur secara in vivo telah menunjukkan bahwa ketika estrogen menstimulasi reseptor estrogen pada permukaan sel endotel vaskular, insulin dengan mudah ditransfer dari satu sisi sel ini ke sisi lainnya. Pada tikus, efek ini menyebabkan insulin masuk ke otot rangka dari darah, yang mengonsumsi sebagian besar glukosa dalam tubuh.
Endothelial ER Tidak memengaruhi perekrutan kapiler di otot rangka yang diinduksi insulin. Gambar dari Nature Communications, 2023, doi: 10.1038/s41467-023-40562-w.
Setelah pengamatan yang cermat, ditemukan bahwa protein yang disebut sorting nexin 5 (SNX5) memainkan peran penting dalam proses ini. Para penulis ini menemukan bahwa penggunaan teknologi genetik untuk mematikan protein ini dalam sel endotel vaskular dapat menyebabkan hilangnya kemampuan estrogen untuk merangsang transportasi insulin, yang serupa dengan efek penghilangan reseptor estrogen.
Dr. Shaul mengatakan bahwa temuan-temuan ini secara kolektif menunjukkan bahwa efek estrogen pada sel endotel vaskular sangat penting untuk menyalurkan insulin ke otot rangka, baik pada tikus betina maupun jantan, di mana insulin dapat mengurangi glukosa. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan dari mana estrogen yang mendorong pengangkutan insulin ke otot pada tikus jantan berasal. Ia mengatakan bahwa melalui penggunaan mekanisme yang mendukung pengangkutan insulin dalam sel endotel vaskular, para ilmuwan pada akhirnya dapat mengembangkan pengobatan baru untuk diabetes tipe 2.
Dr. Shaul mengatakan bahwa temuan-temuan ini secara kolektif menunjukkan bahwa efek estrogen pada sel endotel vaskular sangat penting untuk menyalurkan insulin ke otot rangka, baik pada tikus betina maupun jantan, di mana insulin dapat mengurangi glukosa. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan dari mana estrogen yang mendorong pengangkutan insulin ke otot pada tikus jantan berasal. Ia mengatakan bahwa melalui penggunaan mekanisme yang mendukung pengangkutan insulin dalam sel endotel vaskular, para ilmuwan pada akhirnya dapat mengembangkan pengobatan baru untuk diabetes tipe 2.
