Команда специалистов из Оксфорда обнаружила, что ключевую роль в формировании сахарного диабета играет не сама глюкоза, а метаболиты углеводного обмена. Согласно результатам нового эксперимента, повышенное содержание сахара в плазме крови перепрограммирует и разрушает работу панкреатических B-клеток. Как следствие, они не способны вырабатывать необходимое количество белкового гормона - инсулина, что провоцирует развитие диабета 2-го типа (T2D). Учёные, считают, что снижение скорости обмена углеводов в организме поможет открыть новые методы борьбы с этим заболеванием.
По данным Всемирной организации здравоохранения, около 422 миллионов человек во всем мире страдают диабетом. Большинство из них страдают от диабета 2 типа, характеризующегося гипергликемией, и включают полидипсию, полифагию, полиурию и сужение полей зрения. При этом в крови пациентов наблюдается повышенный уровень сахаров.
Глюкоза является основным источником энергии и поступает в основном с пищей. Инсулин, гормон, вырабатываемый бета-клетками поджелудочной железы, помогает глюкозе попасть в клетки и используется для получения энергии. При диабете 2 типа наш поджелудочная железа не способна вырабатывать достаточное количество инсулина или организм не может эффективно использовать вырабатываемый инсулин. В этом случае глюкоза остается в крови, а клетки наших органов и тканей не получают энергию и "голодают".
В новом исследовании, проведенном под руководством доктора Элизабет Хейторн и профессора Фрэнсиса Эшкрофта с кафедры физиологии, анатомии и генетики Оксфорда, было установлено, что причиной разрушения бета-клеток является именно хроническая гипергликемия.
Благодаря серии экспериментов на клеточных культурах и животных моделях авторы выяснили, что не сама глюкоза является виновником нарушения функции инсулин-продуцирующих бета-клеток, а продукты, образующиеся при ее метаболизме. Повышенный уровень сахара в плазме крови приводит к увеличению интенсивности обменных процессов глюкозы в бета-клетках и накоплению метаболитов.
Эти метаболиты выключают ген инсулина, (что приводит к снижению выработки инсулина), а также к отключению целого ряда белков, участвующих в метаболизме. В результате бета-клетки становятся глюкозотолерантными и больше не реагируют на изменения уровня сахара в крови выработкой инсулина.
Эксперты обнаружили, что блокирование фермента глюкокиназы, регулирующего первый этап глюкозного обмена, может предотвратить блокирование генов и сохранить синтез инсулина, даже при наличии хронической гипергликемии.
"Это открытие может стать полезным способом предотвратить разрушение бета-клеток при диабете. Известно, что обмен углеводов регулирует секрецию инсулина. Поэтому раньше существовала гипотеза, что при диабете T2D ускорение метаболизма глюкозы повысит секрецию инсулина. В связи с чем, были проведены испытания активаторов глюкокиназы, которые показали неоднозначные результаты", - рассказывает профессор Эшкрофт.
"Полученные нами данные указывают на то, что активаторы глюкокиназы могут оказывать неблагоприятное воздействие и, что несколько нелогично, ингибитор глюкокиназы может быть лучшей стратегией лечения T2D. Конечно, было бы очень важно снизить поток глюкозы при T2D до уровня, который наблюдается у людей без диабета, и не более того. Но нам предстоит пройти еще очень долгий путь, прежде чем мы сможем сказать, насколько этот подход будет целесообразен терапии деградации бета-клеток при T2D. Основной вывод из нашего эксперимента: если у вас диабет 2-го типа постоянно контролируйте уровень сахара в крови".
Результаты данного проекта представлены в издании Nature Communications.
Источники: Journal Nature
https://www.nature.com/articles/s41467-022-34095-x