Suy giảm chức năng tế bào beta và tiểu đường type 2

Tiểu đường type 2 nguyên nhân là sự kết hợp của các yếu tố di truyền và môi trường gây ra tình trạng kháng insulin ở mô và suy giảm chức năng tế bào beta. Chính vì vậy, hiểu biết về chức năng của tế bào beta cũng như các nguyên nhân gây suy giảm chức năng tế bào beta là điều kiện quan trọng để dự phòng hay điều trị bệnh đái tháo đường type 2.

Vai trò chính của tế bào beta trong tuyến tụy là tổng hợp và tiết ra insulin để duy trì lượng đường lưu thông trong máu trong phạm vi sinh lý. Mặc dù tồn tại một số tác nhân kích thích bài tiết insulin như chất dinh dưỡng (axit amin như leucine, glutamine kết hợp với leucine, axit béo không hóa), hormone, chất dẫn truyền thần kinh và thuốc (sulfonylurea, glinides), glucose đại diện cho chất kích thích tiết insulin sinh lý chủ yếu.

Theo giả thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất, sự bài tiết insulin là một quá trình nhiều bước được bắt đầu với sự vận chuyển glucose vào tế bào beta. Nói một cách khác, khi nồng độ đường trong máu tăng lên, thường là sau bữa ăn, chức năng tế bào beta bình thường sẽ tiết insulin vào máu, giúp thúc đẩy glucose đi vào bên trong tế bào để chuyển hoá tạo năng lượng. Hệ quả là đường trong máu sẽ giảm xuống.

Ngoài ra, các nhà khoa học đã chứng minh rằng việc giải phóng insulin từ tế bào beta là dao động với lưu lượng tương đối ổn định xảy ra cứ sau 8 - 10 phút. Ở người, biên độ dao động của insulin trong tĩnh mạch cửa cao hơn 100 lần so với trong tuần hoàn hệ thống, ngụ ý rằng gan sẽ chiết xuất xung insulin được ưu tiên vào trong máu. Theo đó, việc hiểu biết về vai trò của các con đường này có thể cung cấp các chiến lược cho các liệu pháp điều trị bệnh đái tháo đường tuýp 2 do suy giảm chức năng tế bào beta trong tương lai.

Ngày nay, các nhà khoa học đã chấp nhận rằng để tình trạng tăng đường huyết tồn tại ở bệnh tiểu đường type 2 thì phải có rối loạn chức năng tế bào beta trước đó. Sự thay đổi này được biểu hiện theo một số cách khác nhau, bao gồm giảm giải phóng insulin để đáp ứng với các chất kích thích tiết glucose, những thay đổi trong tiết insulin dao động bất thường trong hiệu quả của chuyển đổi proinsulin thành insulin và giảm giải phóng polypeptide amyloid từ các tiểu đảo.

Việc giảm giải phóng insulin có thể được chứng minh ở những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 sau khi cho nạp glucose vào máu qua đường uống. Bên cạnh khả năng kích thích trực tiếp giải phóng insulin, glucose còn điều chỉnh phản ứng của tế bào beta với các chất tiết khác, như các axit amin ở những người kiêng ăn hoàn toàn không có tinh bột.

Hai thành phần khác liên quan đến chức năng tế bào β đáng được đề cập vì chúng đều bị rối loạn ở bệnh tiểu đường loại 2. Đầu tiên liên quan đến quá trình sinh tổng hợp insulin. Quá trình sản xuất insulin đòi hỏi sự phân tách của insulin ra khỏi tiền chất peptide proinsulin lớn hơn dẫn đến sự hình thành insulin và C-peptide. Ở một số những người khỏe mạnh, khoảng 2% của tất cả các phản ứng miễn dịch giống insulin được bao gồm proinsulin nguyên vẹn và proinsulin phân tách trung gian trong điều kiện bình thường. Ở bệnh nhân tiểu đường loại 2, hiệu quả xử lý proinsulin của tế bào bị giảm. Do đó, ở những người tăng đường huyết, sau kích thích cấp tính, tỷ lệ các phân tử giống proinsulin được tăng lên nhưng lại không có hoạt tính làm giảm đường huyết. Tuy nhiên, khi nhu cầu bài tiết tăng lên dẫn đến việc giải phóng một hạt tế bào beta kém trưởng thành hơn vào thời điểm chuyển đổi proinsulin thành insulin không hoàn chỉnh. Kết cục là nồng độ đường huyết trong máu không còn khả năng kiểm soát nên trở thành bệnh đái tháo đường thực thụ.

Bởi vì các bằng chứng ngày nay rõ ràng là sự suy giảm chức năng tế bào beta bắt đầu trước khi chẩn đoán lâm sàng bệnh tiểu đường được thực hiện, các phương pháp tiếp cận điều trị bệnh trong tương lai phải bao gồm các nỗ lực phòng ngừa từ sớm.

Theo các giả thiết về tăng đường huyết và tăng axit béo tự do góp phần vào rối loạn chức năng tế bào beta, việc kiểm soát tích cực các thông số này trong máu hứa hẹn sẽ giúp cải thiện giải phóng insulin và có thể ngăn ngừa sự tiến triển bệnh.

Bên cạnh đó, vì sự lắng đọng của các mảng amyloid tại đảo tuỵ được dự đoán là dẫn đến mất khối lượng tế bào beta liên tục, nên có thể một lượng nhỏ amyloid phát hiện thấy trong máu đủ để giải thích cho sự suy giảm chức năng tế bào β tiến triển sớm được quan sát thấy ở bệnh tiểu đường loại 2. Do đó, việc ức chế quá trình tạo amyloid được hy vọng là sẽ có ý nghĩa trong việc bảo tồn số lượng tế bào beta, phòng ngừa suy giảm chức năng tế bào beta sẽ diễn ra.

Cuối cùng, một vài quan sát gần đây liên quan đến việc phát hiện ra resistin, một peptide được sản xuất và tiết ra bởi tế bào mỡ và có khả năng gây ra đề kháng insulin. Sự khác biệt trong việc giải phóng peptit này có thể làm trung gian cho những thay đổi trong chức năng tế bào beta về sau.

Tóm lại, tình trạng tăng đường huyết kéo dài là một yếu tố góp phần quan trọng trong việc phát triển các biến chứng nguy hiểm của bệnh tiểu đường loại 2. Khó khăn để duy trì nồng độ đường huyết ổn định là do sự suy giảm liên tục chức năng tế bào beta bắt đầu nhiều năm trước khi bệnh được chẩn đoán. Trong khi có nhiều lựa chọn điều trị để làm giảm glucose huyết tương, vẫn chưa có cách điều trị đái tháo đường đột phá nào được chứng minh thông qua cơ chế làm chậm sự suy giảm chức năng tế bào beta. Do đó, các phương pháp tiếp cận di truyền, sinh lý và miễn dịch phải tập trung sớm vào tế bào beta được mong chờ sẽ có lợi cho bệnh nhân tiểu đường type 2 tiềm ẩn trong tương lai.