کلسیم بسیار بیشتر از یک سازنده استخوان است.این ماده معدنی ضروری باعث انقباض عضلانی، انتقال عصبی، لخته شدن خون می شود و - به طور بحرانی - ترشح انسولین برای افرادی که مبتلا به دیابت هستند یا کسانی که در معرض خطر هستند، درک نقش کلسیم در انتشار انسولین می تواند راه های جدید برای کنترل متابولیک را باز کند. تحقیقات اخیر نشان می دهد که چگونه یون های کلسیم به عنوان عامل کلیدی برای پیشگیری از انسولین و اختلالات در درمان کلسیم در این ماده غذایی عمیق کمک می کنند.

نقش کلسیم در ترشح انسولین

انسولین هورمون کارشناسی ارشد تولید شده توسط سلول های بتا پانکراس است (کار اصلی آن این است که گلوکز را از جریان خون به سلول ها انتقال دهد، قند خون را در محدوده تنگ و سالم نگه می دارد بدون انسولین کافی – یا هنگامی که سلول ها به سیگنال آن مقاوم می شوند – گلوکز خون افزایش می یابد، که منجر به پیش دیابت یا نوع 2 عفونت کلسیم می شود (a [F] [F=2]

هنگامی که سطح گلوکز خون بعد از غذا افزایش می یابد، گلوکز از طریق انتشار از طریق پروتئین های حمل کننده گلوکز خاص (GLUT2 در انسان) وارد سلول می شود، گلوکز از طریق گلیکولیس متابولیزه می شود و چرخه Krebs وابسته به کلسیم، افزایش در غشای Leff / ADP باعث کانال های حساس به پتاسیم ATP (KATP [F] [F1، باعث می شود که باعث مسدود شدن شیب دار شدن مقدار زیادی از طریق مسدود کردن مقدار بتا شوند.

این فرایند که به عنوان ترشح انسولین گلوکز (GSIS) شناخته می شود، به طور کامل به دسترسی به کلسیم حساس است، حتی کاهش خفیف کلسیم اضافی می تواند پاسخ انسولین به یک چالش گلوکز را خنثی کند.در مقابل، ارتفاع پایدار در کلسیم داخل سلولی می تواند ظرفیت ترشح سلول بتا را کامل کند، به طور بالقوه کمک به اختلال عملکرد سلول بتا در طول زمان.

مکانیسم های آزاد انسولین با کلسیم

ماشین آلات مولکولی Exocytosis

همجوشی دانه های انسولین با غشای پلاسما توسط پروتئین های SNARE-v-SNAREs بر روی گرانول (مانند VAMP2) و t-SNAREs در غشای هدف (استالینین-1 و SNAP-25) اتصال کلسیم به synaptotagmin، سنسور کلسیم در گرانول، یک تغییر موزون را تسریع می کند که باعث افزایش قوی کلسیم می شود: شروع به اتصال بسیار ضروری است.

نوسانات کلسیم و ترشحات انسولین پولسابی

سلول های بتا انسولین را در یک ترفند ثابت پنهان نمی کنند، بلکه آن را در پالس های ریتمیک که توسط نوسانات در کلسیم داخل سلولی هدایت می شوند، آزاد می کنند.این نوسانات از تداخل بین هجوم کلسیم وابسته به ولتاژ و انتشار کلسیم از داخل سلول های داخل سلولی، مانند نوسان های انسولینی انتهایی حیاتی برای حفظ حساسیت جانبی هستند؛ بدون اینکه باعث سرکوب دقیق کلسیم شود، بنابراین کنترل دقیق گلوکز، به شدت تحت کنترل قرار می گیرد.

میکندیا و کلسیم

میکندریا نقش دوگانه ای در سلول های بتا ایفا می کند: آنها ATP را برای سوخت K تولید می کنند ATP بستن کانال و همچنین به عنوان یک بافر برای شکل دادن سیگنال های کلسیم عمل می کنند. جذب کلسیم توسط میتوکندری باعث تحریک فعالیت هیدروگناز های کلیدی در چرخه Krebs، افزایش تولید ATP در یک حلقه مثبت، و یا کاهش طول عمر در هر نوع سلول می شود.

کانال های یونی و Excitability

فراتر از کانال های کلسیم نوع L، سایر کانال های یون، ورود کلسیم به نوع T را تنظیم می کنند، به عنوان مثال، به فاز depolararization کمک می کنند، در حالی که کانال های BK و SK پتاسیم پس از یک پتانسیل حرکتی، غشایی را دوباره به کار می گیرند. کلسیم در سطح غشایی نیز کانال های خود را تنظیم می کند؛ کلسیم محلی بالا می تواند در VDC VDC VDC، ارائه یک ترمز ثابت شده بدون اینکه باعث انتشار این میزان تحریک کننده باشد.

خطر ابتلا به کلسیم و دیابت

پیوند های اپیدمیولوژیک بین وضعیت کلسیم و دیابت

مطالعات بزرگ گروه تحقیقاتی بررسی کرده اند که آیا سطح کلسیم رژیم غذایی یا سرم با شیوع دیابت مرتبط است یا خیر، مطالعه بهداشت پرستاران و مطالعه پیگیری حرفه ای بهداشت نشان داد که مصرف کلسیم بالاتر از منابع لبنی با خطر پایین تر دیابت نوع 2 همراه است، به طور مشابه، ابتکار بهداشت زنان گزارش داد که زنان با مصرف بالای کلسیم کاهش متوسط در خطر ابتلا به دیابت داشته اند، اما نتایج مشابهی ندارند: مصرف کم کلسیم و همچنین خطر بالا بودن آن را نشان می دهد.

غلظت کلسیم Serum که به شدت تنظیم شده است، همچنین ممکن است نشانگر خطر باشد.یک متاآنالیز مطالعات آینده نگر نشان داد که حتی در محدوده نرمال، سطح کلسیم بالاتر با بروز بیشتر دیابت نوع 2 مرتبط است، در حالی که این پارادوکس - کلسیم تغذیه می تواند محافظت شود اما افزایش کلسیم مضر است - مانند نشان دهنده تفاوت در هورمون های تنظیم کننده کلسیم (هورمون تیروئید، و حساسیت به سلول کلسیم خاص، و عملکرد سلول های کبدی خاص، می تواند از آن جلوگیری کند.

کلسیم، ویتامین D و هورمون Parathyroid

ویتامین D برای جذب کلسیم روده ای بسیار مهم است، کمبود ویتامین D، که در بسیاری از جمعیت ها شایع است، می تواند منجر به هیپرپارتیروئیدیسم ثانویه و افزایش جذب استخوان، افزایش کلسیم سرم و سطوح فسفات شود. هورمون پاراتیروئیدی (PTH) به طور مستقل با مقاومت به انسولین و دیابت حادثه مرتبط است، بنابراین اثر کلسیم بر کنترل دیابت نمی تواند به تنهایی از مکمل ویتامین D و وضعیت ویتامین ثابت شده است.

مقاومت در برابر کلسیم و انسولین

مقاومت انسولین با سیگنال های انسولین در بافت های هدف مشخص می شود.( کلسیم داخل سلولی در آپریلوسیت ها و منووسیت های افراد مقاوم به انسولین مشاهده شده است.این ممکن است به دلیل تغییر بیان کانال کلسیم یا کاهش مقدار کلسیم از طریق کانک غشای پلاسما (FLT:02+ -ASOFOTP (فرم کلسیم) و فعال کردن یک گیرنده ترشح کلسیم (RF) باشد.

مدیریت کلسیم و دیابت

توصیه های پیشنهادی برای جذب و منابع غذایی

موسسه پزشکی توصیه می کند 1000 میلی گرم کلسیم در روز برای اکثر بزرگسالان (1،200 میلی گرم برای زنان بالای 50 و مردان بالای 70) برای افراد مبتلا به دیابت، دیدار با این اهداف از طریق رژیم غذایی توصیه می شود، زیرا تمام منابع غذایی مواد مغذی اضافی را فراهم می کنند که جذب کلسیم و اثرات متابولیک را تعدیل می کنند:

  • محصولات گوشتی : شیر، ماست و پنیر، از منابع زیستی موجود هستند که حاوی کلسیم و ویتامین D (در شیر غنی شده)، به علاوه پروتئین هایی هستند که موجب جذب سیری و کنترل گلمی می شوند.
  • (FLT:0) سبزیجات سبز رنگ لوفی؛ کال، سبز یقه، و اسفناج کلسیم را فراهم می کنند، اگرچه جذب اسفناج توسط گل های پخته شده دارای کلسیم جذب شده بالاتر از خام است.
  • (FLT:0) غذاهای حاوی نمک زدایی: شیرهای گیاهی (almond, soy, oat)، آب پرتقال و غلات صبحانه اغلب با کربنات کلسیم یا تحریکات غنی شده اند.
  • با استخوان های خوراکی : ساردین کنسرو شده و ماهی قزل آلا (با استخوان) منابع کلسیم متمرکز هستند که همچنین اسیدهای چرب امگا 3 را برای سلامت متابولیک مفید می کند.

قابلیت دسترسی به Bio و عوامل جذب

جذب کلسیم تحت تأثیر سن، اسیدیته معده، وضعیت ویتامین D و حضور افزایش دهنده ها (لاک، آمینو اسید) یا مهار کننده ها (oxalates، فیتز، فیبر اضافی) قرار دارد، به عنوان مثال، کلسیم در لبنیات حدود 30٪ قابل جذب است، در حالی که از کلم به دلیل محتوای کم تر، مصرف کلسیم و کاهش خطر ابتلا به قند خون، به آن می رسد.

استراتژی های عملی رژیم غذایی برای دیابتیک

از جمله دو تا سه وعده روزانه لبنیات کم چرب می تواند حدود 800 تا 1000 میلی گرم کلسیم را در حالی که کمک به یک بار گلیسمی پایین تر است، برای کسانی که دارای کمبود لاکتوز، شیر بدون لاکتوز یا لبنیات تخمیر شده مانند ماست (نوع شکر کم) به خوبی تحمل می شود. Vegan یا افراد تحمل لاکتوز می توانند به گیاهان غنی شده و کلسیم برای ترکیب مکمل های قند سبز (به عنوان مثال مصرف کننده) به مقدار کمی از ویتامین های کم آب میوه وابسته هستند.

مکمل کلسیم: ریسک ها و ملاحظات

مزایای بالقوه

کلسیم مکمل ممکن است برای افرادی که نمی توانند نیازهای خود را از طریق رژیم غذایی برآورده کنند، مانند افرادی که دارای سندرم های سوء جذب هستند، وگان با گزینه های محدود تقویت شده، یا بزرگسالان مسن با کاهش مصرف، آزمایشات بالینی کوچک نشان می دهد که مکمل کلسیم (500 تا 1000 میلی گرم در روز) می تواند عملکرد سلول های بتا را در افراد مبتلا به پیش دیابت بهبود بخشد، به ویژه هنگامی که با ویتامین D ترکیب می شود، شواهد قوی برای توصیه های جهانی کافی نیست.

خطرات احتمالی

کلسیم بیش از حد از مکمل ها (بالا از 1500 میلی گرم در روز) با نتایج نامطلوب، از جمله سنگ کلیه، کاتتراسیون عروقی، و احتمالا افزایش خطر بیماری های قلبی عروقی در زنان مسن تر ارتباط دارد، برخی مطالعات مشاهده شده نشان می دهد که مکمل های کلسیم، اما نه کلسیم بیش از حد رژیم غذایی، با شیوع بالاتر از دیابت نوع 2 همراه هستند - اگرچه این ممکن است عوامل گیج کننده را نیز با جذب برخی از داروهای خاص (تولینوئیدی) تداخل کند.

نوع مکمل

کربنات کلسیم رایج ترین و ارزان ترین فرم است، اما برای جذب معده به اسید معده نیاز دارد و بهترین مصرف را با وعده های غذایی دارد. citrate کلسیم محلول تر است و می تواند در معده خالی گرفته شود و آن را برای افرادی که دارای آب گرم هستند، کسانی که در مهارکننده های پمپ پروتون، یا بزرگسالان مسن تر هستند، ترجیح می دهد تا از مصرف بیش از حد مصرف کننده سطح بالا جلوگیری کنند (برای مصرف کنندگان کم مصرف کننده) و کم مصرف کننده مقدار حداکثر میلی گرم است.

رویکردهای درمانی نوظهور که سیگنال کلسیم را هدف قرار می دهد

اصلاح کننده های کانال کلسیم به عنوان آموزش دهنده های انسولین

با توجه به نقش مرکزی کلسیم در GSIS، داروهایی که کانال های کلسیم را تنظیم می کنند برای درمان دیابت مورد بررسی قرار می گیرند. فعال کننده های کانال کلسیم L-type، مانند مولکول های کوچک که وضعیت باز Cav1.3 را تثبیت می کنند، می توانند به لحاظ تئوری ترشح انسولین را در افراد مبتلا به GSIS صریح افزایش دهند، اما نگرانی های ایمنی شامل خطر هیپوaگلیسمی، آریتمی (به دلیل ایجاد اثرات قلبی خاص بر روی کانال های سرطانی و مسدود کننده اصلی است.

برعکس، مسدود کننده های کانال کلسیم L-type (به عنوان مثال، nifedipine، diltiazem) به طور گسترده ای برای فشار خون استفاده می شوند.داده های مشاهده ای نشان می دهد که این داروها گلیسممی را بدتر نمی کنند و حتی ممکن است حساسیت به انسولین را در برخی از بیماران بهبود بخشد، احتمالا با کاهش اضافه کلسیم داخل سلول در بافت های هدف انسولین.

کلسیم درون سلولی بافر و استرس اکسیداتیو

سلول های بتا دارای ظرفیت آنتی اکسیدان پایین هستند، و آنها را در برابر استرس اکسیداتیو ناشی از گلوکز بالا آسیب پذیر می کند.بار کلسیم می تواند باعث ایجاد گونه های اکسیژن واکنشی میتوکندری (ROS) تولید و استرس رتینوپلاسم (Aplasticlom) برای حفظ بتا سلول اکسیتوبولی شود که باعث افزایش اکسیتوس کلسیم (به عنوان مثال، عمل کننده PMCA) یا روش های توده کلسیم (Fbin-oxycoxycoxy) مانند پروتئین های سلول های بتای مانند پروتئین های بتای).

ویتامین D آنالوگues و مدیریت کلسیم

فعال سازی ویتامین D (VDR) در سلول های بتا بر ورود کلسیم و ترشح انسولین تأثیر می گذارد. آنالوگهای ویتامین D مصنوعی با کاهش فعالیت های calcemic (به عنوان مثال، paricalcitol) برای پتانسیل آنها برای افزایش عملکرد سلول بتا مورد مطالعه قرار می گیرند در حالی که به حداقل رساندن بیش از حد خطر بالینی اولیه در نوع 2 بیماران دیابتی بهبود در مطالعات HOMA (a) مورد نیاز به اندازه گیری عملکرد سلول های بتا، اما به بتاژنواگونیست های بزرگتر است.

ارتباط با GLP-1 و Pathways Incretin

هورمون های Incretin مانند ترشح انسولین GLP-1 تا حدی با تقویت سیگنال های کلسیم. GLP-1 آگونیست گیرنده (به عنوان مثال لیرهلوتید، semaglutide) سطح cAMP را در سلول های بتا تقویت می کند، که بیشتر حساسیت اگزوکیوز به کلسیم را افزایش می دهد.این synergy توضیح می دهد که چرا داروهای GLP-1 حتی در هنگام تولید سیگنال های پایدار کلسیم، واکنش های سیگنال دهی شده در سیگنال های بیشتر را نشان می دهند.

مسیر های تحقیقاتی آینده

شکاف های قابل توجه در درک ما از پویایی کلسیم در دیابت باقی مانده است. مطالعات آینده باید بر روی موارد زیر تمرکز کنند:

  • ] تصویربرداری کلسیم سلول Beta در داخل بدن: فن آوری های جدید با استفاده از شاخص های کلسیم رمزگذاری شده ژنتیکی (به عنوان مثال GCaMP) در مدل های موش اجازه می دهد تجسم زمان واقعی نوسانات کلسیم در داخل پانکراس.
  • توالی RNA سلول از ژن های سیگنال دهی کلسیم : شناسایی تغییرات در بیان کانال یون (CACNA1C، CACNA1D، KCNJ11) در میان سلول های بتا ممکن است تفاوت های فردی در ترشح انسولین و حساسیت به داروها را توضیح دهد.
  • آزمایشات کنترل شده کلسیم و ویتامین D در پیش دیابت: اکثر شواهد از مطالعات مشاهده ای یا کارآزمایی با نقاط انتهایی غیر دیابتی می آید.
  • chelation و عوارض دیابتی: تجمع کلسیم اضافی در بافت های هدف (kidney، اعصاب، شبکیه) ممکن است به عوارض دیابتی کمک کند، چه مسدود کننده کانال کلسیم و یا chelation می تواند phropathy کند یا نوروپاتی یک منطقه تازه تحقیق است.

نتیجه گیری

کلسیم یک شمشیر دو لبه در دیابت است.در سلول بتا پانکراس، آن را محرک ضروری برای آزاد سازی انسولین است؛ در بافت های محیطی، تجمع آن ممکن است مقاومت به انسولین را افزایش دهد. کلسیم رژیم غذایی مناسب - عمدتا از طریق غذاهای کامل دارو - از عملکرد سلول بتا پشتیبانی می کند و ممکن است خطر ابتلا به دیابت را کاهش دهد زمانی که بخشی از یک الگوی کلی سالم است به پر کردن خطرات احتمالی کمک کند، اگر سنسورهای کنترل دقیق تر از طریق کانال های کنترل دقیق تر از طریق تشخیص می تواند به نظر برسد، و آسیب دقیق تر از طریق کانال های کنترل دقیق تر از طریق تشخیص دقیق تر از طریق کانال های فشار دادن آن جلوگیری کند.