Các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã phát hiện ra cơ chế di truyền mà kẽm có tác dụng bảo vệ đối với bệnh tiểu đường loại 2 và bệnh gan nhiễm mỡ liên quan đến nó. Những phát hiện này nâng cao hiểu biết của chúng ta về quá trình trao đổi chất và mở ra cơ hội phát triển các phương pháp điều trị bệnh tiểu đường mới. Kẽm hỗ trợ chức năng miễn dịch, tăng trưởng và phân chia tế bào, tổng hợp và chuyển hóa DNA. Do tầm quan trọng của kẽm, cơ thể chúng ta đã phát triển các cơ chế để duy trì mức kẽm. Một cơ chế như vậy liên quan đến gen vận chuyển chất tan họ 39 thành viên 5 (SLC39A5), mã hóa một protein thuộc họ vận chuyển kẽm vận chuyển kẽm vào tế bào.

Các nghiên cứu trước đây đã tìm thấy mối liên hệ giữa kẽm và sự cải thiện lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu đường, nhưng "làm thế nào" vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng, khiến các nhà nghiên cứu bắt đầu với SLC39A5 để khám phá cơ chế đằng sau nó.

"Chúng tôi biết rằng việc tăng lượng kẽm giúp cải thiện khả năng kiểm soát đường huyết ở những người mắc bệnh tiểu đường hoặc tiểu đường loại 2, và những người bị đột biến ở các chất vận chuyển kẽm quan trọng cũng giảm nguy cơ phát triển bệnh tiểu đường", Shek Man Chim, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết. Tuy nhiên, cơ chế mà kẽm ảnh hưởng đến mức đường huyết toàn thân và nguy cơ mắc bệnh tiểu đường vẫn chưa rõ ràng”.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích tổng hợp bốn nghiên cứu từ Châu Âu và Hoa Kỳ, trong đó họ kiểm tra các đột biến làm mất chức năng SLC39A5 ở hơn 62.000 bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường và hơn 518.000 bệnh nhân đối chứng khỏe mạnh. Kết quả xác nhận rằng mức kẽm tuần hoàn tăng lên ở những người mang đột biến SLC39A5 có liên quan đến việc giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường.

Sau khi xác định được liên kết này, các nhà nghiên cứu đã loại bỏ gen SLC39A5 ở chuột, khiến chúng thiếu chất vận chuyển kẽm. Họ phát hiện ra rằng những con chuột này có nồng độ kẽm tuần hoàn (trong máu) cao hơn so với nhóm đối chứng, khoảng 280% ở chuột cái và 227% ở chuột đực. Nồng độ kẽm cũng tăng lên đáng kể trong các mô, đặc biệt là gan, xương, thận và não, nhưng lại thấp hơn ở tuyến tụy. Nồng độ kẽm tăng cao không ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng gan và thận ở chuột.

Sau khi gây béo phì ở những con chuột bị loại bằng chế độ ăn nhiều chất béo, nhiều fructose, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những con chuột này có lượng đường huyết lúc đói thấp hơn đáng kể so với những con chuột đối chứng được cho ăn cùng một chế độ ăn. Mất SLC39A5 cũng dẫn đến giảm tình trạng kháng insulin, một dấu hiệu đặc trưng của bệnh tiểu đường trong đó các mô không phản ứng với các tín hiệu insulin được thiết kế để cho phép tế bào hấp thụ glucose.

Vì bệnh tiểu đường thường xảy ra cùng với bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD) nên các nhà nghiên cứu đã điều tra xem liệu việc loại bỏ SLC39A5 có mang lại lợi ích cho gan hay không. Họ phát hiện ra rằng điều đó là đúng: Những con chuột không có gen SLC39A5 có ít chất béo tích tụ trong gan hơn và ít dấu hiệu tổn thương gan hơn trong máu. Ở những con chuột béo phì không có SLC39A5, các nhà nghiên cứu quan sát thấy sự tích tụ chất béo ở gan ít hơn và độ nhạy insulin cao hơn so với nhóm đối chứng.

Bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu có thể phát triển thành dạng nặng hơn gọi là viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH), gây viêm gan và sẹo mô (xơ hóa). Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc loại bỏ SLC39A5 ở chuột béo phì làm giảm các dấu hiệu tổn thương gan và đường huyết lúc đói, đồng thời cải thiện tình trạng viêm và xơ hóa.

"Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng di truyền đầu tiên về tác dụng bảo vệ của kẽm chống lại tình trạng tăng đường huyết và tiết lộ cơ sở cơ học của tác dụng này", tác giả tương ứng Harikiran Nistala cho biết. "Quan sát của chúng tôi cho thấy rằng việc ngăn chặn SLC39A5 có thể là một con đường tiềm năng để điều trị bệnh tiểu đường loại 2 và các dấu hiệu khác mà việc bổ sung kẽm đơn giản là không đủ."

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Di truyền học và Genomics.