Wallenberg Scholars

Förklaring till diabetikers svängiga blodsocker

Antalet personer med diabetes ökar lavinartat. Blodsockret börjar svänga när hormonet insulin slutar fungera som det ska. Mindre känt är att halterna av hormonet glukagon också är rubbade och bidrar till blodsockrets toppar och dalar. Patrik Rorsman kartlägger hur utsöndringen av glukagon regleras i kroppen och vilken roll det spelar vid diabetes.

Den lilla elektroden får bara nudda cellens yta. Därför måste den styras väldigt försiktigt under mikroskopet. Små, små steg. Bara 0,1 mikrometer i taget. När elektroden äntligen får kontakt buktar cellytan inåt. Sen – plötsligt – smälter elektroden samman med cellen. Nu kan mätningarna börja.

– Den här tekniken gör att vi kan registrera väldigt små strömmar som flyter genom cellers jonkanaler, säger Patrik Rorsman, professor vid Göteborgs universitet.

Metoden han använder kallas för patch-clamp. Tack var den har han lyckats ta fram grundläggande kunskaper kring hur kroppen reglerar sockernivåerna i blodet. Det är en finstilt balansgång som framförallt styrs av hormonerna insulin och glukagon.
Insulin ser till att nivåerna sjunker, medan glukagon får nivåerna att stiga. Men att Patrik Rorsman överhuvudtaget blev forskare, och att han har ägnat sig åt att kartlägga dessa hormoner, är en ren slump. Låt oss ta historien från början.

Ett dåligt samvete öppnar nya möjligheter

När forskarna Bert Sakmann och Erwin Neher 1982 lyckades mäta de ofattbart små strömmar som går genom enskilda celler, spred sig ryktet snabbt i den cellbiologiska världen. Man insåg att det var ett stort genombrott.
Till exempel kunde man plötsligt mäta de strömmar som får nervsignaler att gå fram i vår kropp.

Unga forskare från hela världen ville komma till det tyska laboratoriet och ta del av guldgrävarandan. Men få lyckades ta sig genom nålsögat. Patrik Rorsman, däremot, halkade in som på ett bananskal.

– Sakmann skulle hålla ett föredrag i Stockholm, men han glömde helt bort det. Jag hade inget med föredraget att göra, men han måste ha känt nog någon slags skuld till Sverige. Han sa att: »den där svensken får väl komma hit då«.

Så fick Patrik Rorsman chansen att testa sina vingar på Sakmanns laboratorium och lära sig den nya tekniken, som ganska snart belönades med Nobelpriset. Det var meningen att Patrik Rorsman skulle mäta strömmar i pulserande hjärtmuskelsceller. Men personligen intresserade han sig mer för diabetes som sjukdom.

En dag, när hans labbhandledare var borta, passade han på att isolera insulinproducerande celler, så kallade betaceller, från bukspottkörtelns langerhanska öar. Sakmann råkade gå förbi. Han tittade på cellerna i mikroskopet och konstaterade att de såg bra ut. De skulle passa för patch-clamp-mätningar.

– Detta var på fredagskvällen och vi bestämde att vi skulle göra det på lördagen. När vi dagen efter träffades, gjorde han en registrering på cellerna och det var väldigt mycket aktivitet i dem, säger Patrik Rorsman.

En ström av joner gör så att insulin frisätts

Insulinfrisättning, en fundamental process i kroppen, visade sig bero på att det strömmar joner genom cellens vägg, det så kallade membranet. När betacellerna bryter ner sockerarten glukos triggas en kedja av reaktioner som leder till att halterna av positivt laddade kaliumjoner ökar inuti cellen. Det bildas en spänning över cellens membran som gör att en kanal för en annan slags jon, kalciumjoner, öppnas i membranet. När kalciumjoner flödar ut ur cellen skapas den ström som Patrik Rorsman och Bert Sakmann kunde mäta. Strömmen gör att cellen släpper ut insulin i blodet.

Patrik Rorsman kunde snart visa att två diabetesläkemedel, tolbutamid och diazoxid, påverkar kaliumjonkanalerna. Ingen hade tidigare vetat varför dessa substanser påverkar insulinutsöndring.

Insikten om att patch-clamp kan ge så grundläggande kunskaper gav blodad tand. Patrik Rorsman bestämde sig för att överge sina läkardrömmar och istället bli forskare.

Glukagon bidrar till svängigt blodsocker hos diabetiker

Snart började han också studera insulinets motpart i kroppen, hormonet glukagon. Även det frisätts från bukspottkörteln, men från alfaceller.

– Alfacellerna har varit svåra att studera för det finns så få av dem. Men vi har lärt oss med tiden, säger Patrik Rorsman.

De tio senaste åren har han arbetat vid Oxford University med fokus på glukagon. Patch-clamp-mätningar visar att diabetikers alfaceller reagerar fel. Hos en frisk människa frisätts glukagon när blodsockret blir lågt. Glukagon ser till att levern tillverkar mer socker. Men hos diabetiker frisätts inte glukagon, därför sjunker blodsockret till för låga nivåer. Däremot släpper alfacellerna ut glukagon när blodsockret är högt och då bidrar istället hormonet till att höja blodsocker. Detta gör att blodsockret blir svängigt och svårt att reglera.

"Att bli utsedd till Wallenberg Scholar innebär att jag kan göra det som är lite vansinnigt. Det är för mycket ›bread-andbutter‹ i forskningen i dag. Man gör forskning kortsiktigt för att man måste ha något att rapportera. Men det är inte vägen framåt. Wallenberg Scholar innebär att man får lite friare händer och kan prova projekt med större risk."

Som nyutnämnd Wallenberg Scholar kommer Patrik Rorsman flytta hem till Sverige, till Göteborgs universitet. Han ska fortsätta söka kunskap kring diabetes som sjukdom. Dessutom ska han äntligen få »tjöta« lite igen. Det längtar han efter.

Text Ann Fernholm
Bild Magnus Bergström