V Langerhasových ostrůvcích pankreatu existují  β-buňky, jež sekretují insulin při stimulaci získanou potravou, zejména glukosou, mastnými kyselinami či peptidem GLP1 vylučovaným při trávení ve střevech. Porušení těchto mechanismů, zpravidla doprovázené dysfunkcí receptorů insulinu a porušenou odpovědí buněk periferních tkání, zejména svalů, tukové tkáně a jater, vede k diabetu 2. typu. Jako sensor glukózy v β-buňkách se uplatňují mitochondrie, které při příjmu glukosy zvýší respiraci a syntézu ATP, tj. látky dodávající všem buňkám energii. ATP poté na plasmatické membráně β-buněk spouští procesy vedoucí k sekreci váčků s insulinem. Bylo známo, že tuto sekreci spouštějí mastné kyseliny, ale nebyl znám mechanismus.

Pracovníci odd. Mitochondriální fyziologie, pod vedením Dr. Petra Ježka, DrSc., studovali interakce mastných kyselin s modelovými β-buňkami v tkáňové kultuře, buňkami INS-1E, u kterých vypínali studované geny, a tím zjišťovali jejich funkci. Zároveň sledovali, jak toto ovlivní sekreci insulinu na různé podněty, energetiku buněk a tvorbu reaktivních sloučenin kyslíku, jež jsou někdy nežádoucími vedlejšími produkty, ale u zdravých buněk rovněž představují specifické signální prostředky pro nejrůznější funkci buněk.

 Bylo zjištěno, že enzym, který odštěpuje mastné kyseliny z biologických membrán, v tomto případě mitochondriálních, nazývaný fosfolipáza iPLA2γ je právě přímo aktivována jednou ze signálních reaktivních sloučenin kyslíku, tj. peroxidem vodíku H2O2. Po této aktivaci fosfolipáza iPLA2γ odštěpuje mastné kyseliny, tyto difuzí pronikají až k povrchu β-buněk, kde jsou receptory typu GPR40. Tyto receptory jsou při interakci s mastnými kyselinami aktivovány a spouští kaskádu která vede k  sekreci inzulinu. Samotná aktivace receptorů mastnými kyselinami získanými z krve neprobíhá tak efektivně. Jakési "zesílení signálu" je třeba namnožením mastných kyselin, které jsou neustále spalovány tzv. β-oxidací v mitochondriích. Tato však právě dává signální peroxid vodíku H2O2, který aktivací fosfolipázy iPLA2γ navodí jejich další odštěpování, až převáží interakce s GPR40.

Uvedené poznatky bude možné využít při studiích rozvoje diabetu 2. typu, tj. rozvoje počátečních patologických dysfunkcí např. β-buněk, který mnohem později vede k diagnostikovanému diabetu. Poznatky by mohly proto vést ke stanovení diagnóz pre-diabetických stavů. K jednomu typu rozvíjející se patologie patří oxidační stress právě u β-buněk. Proto i další zjištění vědců z FGÚ, že další mitochondriální protein, odpřahující protein UCP2 na impuls odštěpených mastných kyselin právě fosfolipázou iPLA2γ snížuje tento oxidační stresu a ochraňuje tak  β-buňky pankreatu.

Obr. A Ochrana proti oxidačnímu stresu je zajištěna mitochondriální fosfolipázou iPLA2γ a odpřahujícím proteinem UCP2

Obr. B Mastné kyseliny (MK) nestimulují GPR40 receptor na povrchu β-buněk pankreatu přímo nýbrž  spalováním MK β-oxidací, která vytváří signální molekulu H2O2.  Tato aktivuje enzym fosfolipázu iPLA2γ jež odštěpuje další MK. Až tyto převáží, stimulující protřednictvím GPR40 receptory cyklus  daný metabolismem glycerolipidů a MK a který vede k sekreci inzulinu u β-buněk pankreatu

Ježek, Jan - Dlasková, Andrea - Zelenka, Jaroslav - Jabůrek, Martin - Ježek, Petr H2O2-Activated Mitochondrial Phospholipase iPLA2 gamma Prevents Lipotoxic Oxidative Stress in Synergy with UCP2, Amplifies Signaling via G-Protein-Coupled Receptor GPR40, and Regulates Insulin Secretion in Pancreatic beta-Cells. Antioxidants & Redox Signaling. Roč. 23, č. 12 (2015), s. 958-972. ISSN 1523-0864. IF: 7.407, 2014.