Diabetes on mitokondriotauti

Tyypin 2 diabeteksen hoito keskittyy pääasiassa veren sokeripitoisuuden hallintaan, mikä ei kuitenkaan anna riittävää suojaa lisätaudeilta. Hoidossa ei oteta vielä tarpeeksi huomioon, että diabetikon elimistössä vallitsevat usein D-vitamiinin puute, hapetustressi, matala-asteinen krooninen tulehdustila (inflammaatio) ja mitokondrioiden häiriötila. Tyypin 2 diabeetikoilla ja heidän jälkeläisillään on noin 30 % tavallista vähemmän lihaksissaan mitokondrioita ja niiden toiminta on huonoa. Mitokondrioiden toiminnan häiriöitä voidaan ehkäistä ja korjata liikunnalla ja painonhallinnalla sekä ravintolisillä, joista tärkeimpiä ovat berberiini, E-EPA, karnosiini ja ubikinoni eli koentsyymi Q10. Diabeetikko tarvitsee sitä 100–200 mg päivässä ruan lisänä.

Jokaisessa solussamme on kymmeniä mitokondrioita. Ne muuntavat ravinnosta saatuja rasvahappoja ja sokeria (glukoosia) adenosiiinitrifosfaatiksi (ATP), joka antaa soluille energiaa [1, 2].  Diabeetikon mitokondrioiden koko ja määrä ovat normaalia pienempiä ja toiminnan laatu heikentynyttä [3, 4]. Nämä seikat haittaavat sokeriaineenvaihduntaa haimassa, maksassa ja luurankolihaksissa ja ovat omiaan lisäämään diabeteksen lisätautien riskiä [11].

Haiman beetasolut erittävät insuliinia, mutta riittävä eritys edellyttää mitokondrioiden moitteetonta toimintaa [4]. Kun veren sokeripitoisuus nousee aterian jälkeen, lisääntyy tavallisesti myös mitokondrioiden ATP:n tuotanto solujen sisällä. Silloin ATP-herkät kanavat aukeavat, solukalvon sähköinen jännitys muuttuu (depolarisoituu) ja insuliinin eritys käynnistyy [1]. Kun mitokondrioiden toimintaa heikennetään kokeellisesti, vähenee insuliinin eritys [4]. Ihmisillä, joiden mitokondrioiden DNA:n mutaatio (esim. A32433G) heikentää haiman kykyä erittää insuliinia veren sokeripitoisuuden suuretessa.

Luurankolihasten ja maksan mitokondrioiden toimintahäiriö voi myötävaikuttaa tyypin 2 diabeteksen puhkeamiseen. Kun mitokondrioiden toiminta heikkenee, kertyy solujen sisälle rasvaa [2]. Silloin insuliinin teho heikkenee ja kehittyy insuliiniresistenssi [3].

Lihavuus, liikunnan puute ja tyypin 2 diabetes liittyvät tunnetusti toisiinsa, ja niinpä painonhallinta onkin diabeteksen hoidon kulmakiviä [4]. Eräässä tutkimuksessa lihavat diabeetikot pudottivat painoaan, jolloin mitokondrioiden lukumäärä suureni ja insuliinin teho parani. Painon pudotessa keskimäärin 7,1 %, aleni "pitkä sokeri" (HbA1c) 2,4 prosenttiyksikköä (7,9-> 6,5 %), ja samalla vähenivät myös paasto- ja aterianjälkeinen verensokeripitoisuus [4]. Mitokondrioiden toiminnan tehostaminen näyttääkin olevan tärkeä uusi strategia diabeteksen hoidossa. Säännöllinen kuntoliikunta ja laihdutus lisäävät mitokondrioiden määrää ja tehostavat niiden toimintaa [4]. Myös monet ravintolisät, eritoten ubikinoni, ovat avuksi. Se on tehokasta jo 100–200 mg:n päiväannoksena, kun esimerkiksi resveratroli edistää mitokondioiden synteesiä (mitokondriogeneesiä) vasta annoksella 200–500 mg painokiloa kohti.

Ubikinoni eli koentsyymi Q10

Noin 90 prosenttia mitokondrioiden energian tuotannosta syntyy ubikinonin avulla. Lisäksi ubikinoni on tehokas antioksidantti joka suojaa hapetusstressiltä (joka myllertää diabeteetikon elimistössä). Ubikinoni estää myös monien tulehdusta aiheuttavien geenien ilmentymistä [12] ja lisäksi se suojaa valtimoiden sisäseinämän endoteelia, mikä suojaa valtimonkovettumataudilta ja sydänkohtaukselta [13]. Näistäkin syistä diabeetikon mitokondriot tarvitsevat tavallista enemmän ubikinonia ravintolisänä [10].

Ubikinonia tutkitaan vilkkaasti yhtenä lupaavana aineena diabeteksen hoidossa [11]. Eläinkokeissa ubikinoni on alentanut merkitsevästi paasto- ja aterianjälkeisiä verensokeripitoisuuksia. Myös ihmiskokeissa ubikinoni on tasapainottanut verensokeria ja lisännyt insuliinin eritystä ja sen tehoa. Ubikinonilisän antaminen on ollut hyödyksi myös potilaille, jotka potevat äidiltään perittyjä mitokondrioiden häiriöitä, kuten MELAS (Mitochondrial Encephalomyopathy, Lactic Acidosis, and Stroke-like episodes) [1]. Ubikinoni saattaa olla erityisen aiheellista kolesterolia alentavia lääkkeitä, statiineja, syöville potilaille, sillä statiinit estävät ubikinonin synteesiä maksassa [6], jolloin veren ubikinonin pitoisuus vähenee. Statiinien sivuvaikutukset – etenkin lihasheikkous ja -kivut, muistin heikkeneminen ja diabetes – saattavat johtua ubikinonin puutteesta. Ubikinonin käyttöravintolisänä on perusteltua myös siksi, että se vähentää riskiä sairastua syöpätauteihin ja se ehkäisee kemoterapian haittoja [7].

Mitokondrioiden toiminnan häiriintyminen kudoksissa on ilmeisesti keskeinen syytekijä sokeriaineenvaihdunnan häiriintymisessä haimassa, maksassa ja lihaksissa, ja se voi myötävaikuttaa diabeteksen puhkeamiseen ja sen lisätautien syntyyn [2].

Berberiini

Berberiini lisää lihasten mitokondrioiden määrää ja ehkäisee niiden toimintahäiriöitä. Samalla berberiini ehkäisee ja korjaa insuliiniresistenssiä ([8],  ja berberiinin nauttiminen  ravintolisänä korjaa rasvaisen ruoan aiheuttamaa mitokondrioiden toimintahäiriötä ja verensokerin nousua. Berberiini näet lisää uusien mitokondrioiden synteesiä lihaksissa. Berberiini parantaa insuliinin tehoa ja ehkäisee insuliiniresistenssiä [8].
Berberiini ja diabetes

Karnosiini

Karnosiini on monella tavalla diabeetikolle hyödyllinen ravintolisä, sillä se tehostaa mitokondrioiden toimintaa [14] ja lisäksi se ehkäisee hapetusstressiä, inflammaatiota ja veren suurentuneen siokeripitoisuuden aiheuttamaa valkuaisaineiden ja rasvjone sokeristumista (glykaatiota). Näin karnosiini ehkäisee diabeteksen lisätauteja.

Mitokondrioiden määrän ja kunnon kohottaminen voi tarjota hyvän ja turvallisen keinon diabeteksen ja muiden kansantautien täydentävässä hoidossa [9, 10].

Tämä kirjoukseni perustuu suureksi osaksi lääkäreille tarkoitettuun MedScapen artikkeliin 13.2.1012
Mitochondrial Mechanisms of Disease in Diabetes Mellitus

Kirjallisuusviitteet:
1. Lamson DW, et al. Mitochondrial Factors in the Pathogenesis of Diabetes: A Hypothesis for Treatment. Altern Med Rev. 2002;7:94-111. Free Full Text
2. Patti ME, et al. The Role of Mitochondria in the Pathogenesis of Type 2 Diabetes. Endocr Rev. 2010;31:364-395. Abstract
3. Sleigh A, Stears A, Thackray et al. Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Is Impaired in Patients with Congenital Lipodystrophy.  Journal of clinical and endocrinological metabolsim. 2012 97: E438-E442 Abstract
4. Toledo FG, et al. Effects of Physical Activity and Weight Loss on Skeletal Muscle Mitochondria and Relationship With Glucose Control in Type 2 Diabetes. Diabetes. 2007;56:2142-2147. Abstract
5. Maassen JA, et al. Mitochondrial Diabetes: Molecular Mechanisms and Clinical Presentation. Diabetes. 2004;53(suppl 1):S103-S109. Free Full Text
6. Ghirlanda G, et al. Evidence of Plasma CoQ10-Lowering Effect by HMG-CoA Reductase Inhibitors: A Double-Blind, Placebo-Controlled Study. J Clin Pharmacol. 1993;33:226-229. Abstract
7. Nicolson GL, Conklin KA. Reversing mitochondrial dysfunction, fatigue and the adverse effects of chemotherapy of metastatic disease by molecular therapy. Clin Exp Metastasis. 2008;25(2):161-9. Epub 2007 Dec 5. Review. PubMed
8. Gomes AP, Duarte FV, Nunes P, et al. Berberine protects against high fat diet-induced dysfunction in muscle mitochondria by inducing SIRT1-dependent mitochondrial biogenesis. Biochim Biophys Acta. 2012 Feb;1822(2):185-95. Epub 2011 Oct 17. Abstract
9. Bank G, Kagan D, Madhavi D. Coenzyme Q10: Clinical Update and Bioavailability. Journal od evidence-based complementary alternative medicine. 2011;16(2) 129-137. Abstract
10. Bergamini C, Moruzzi N, Sblendido A, Lenaz G, Fato R. A Water Soluble CoQ(10) Formulation Improves Intracellular Distribution and Promotes Mitochondrial Respiration in Cultured Cells. PLoS One. 2012;7(3):e33712. Free Full Text
11. Persson MF, Franzén S, Catrina SB, et al. Coenzyme Q10 prevents GDP-sensitive mitochondrial uncoupling, glomerular hyperfiltration and proteinuria in kidneys from db/db mice as a model of type 2 diabetes. Diabetologia. 2012 Feb 5. epub ahead of print Free Full Text
12. Yubero-Serrano EM, Gonzales-Guardia L, Rangel-Zunica O, et al. Mediterranean diet supplementes with Coenzyme Q 10 modifies the expression of proinflammatory and endoplasmic reticulum stress-related genes in elderly men and women. The Journals of Gerontology: Series A. 2012;67A(1)3–10. Doi: 10.1093/Gerona/grl167
13. Gao L, Mao Q, Cao J, et al. Effects of coenzyme Q10 on vascular endothelial function in humans: A meta-analysis of randomized controlled trials. Atherosclerosis. April 2012;221(2) 311-316 Abstract
14. Corona C, Frazzini V, Silvestri E, et al. Effects of dietary supplementation of carnosine on mitochondrial dysfunction, amyloid pathology, and cognitive deficits in 3xTg-AD mice. PLoS One. 2011;6(3):e17971. doi:10.1371/journal.pone.0017971