Порочный круг диабета

Сахарным диабетом страдает 415 миллионов человек во всем мире. В Великобритании это заболевание диагностировано почти у 5 миллионов человек, оно ежегодно обходится Национальной службе здравоохранения примерно в 10 миллиардов фунтов стерлингов. Около 90% случаев составляет диабет 2 типа, который характеризуется неспособностью бета-клеток поджелудочной железы вырабатывать инсулин, что приводит к хронически повышенному уровню глюкозы в крови. Сахарный диабет 2 типа обычно проявляется в старшем взрослом возрасте, и к моменту постановки диагноза до 50% функции бета-клеток уже утрачено.

Известно, что гипергликемия замедляет работу митохондрий бета-клеток поджелудочной железы и снижает выработку инсулина, но механизм этого эффекта был неясен.

Концентрация глюкозы в крови должна удерживаться в узком диапазоне. Низкий уровень глюкозы приводит к потере сознания, так как мозгу не хватает «топлива». Высокая концентрация глюкозы в крови также опасна, поскольку осложняется серьезными заболеваниями – ретинопатией, нефропатией, периферической нейропатией и болезнями сердца. Инсулин, выделяемый бета-клетками поджелудочной железы при повышении уровня глюкозы в крови, является единственным гормоном, который может снизить концентрацию глюкозы. При сахарном диабете 2 типа количество бета-клеток не уменьшается (в отличие от диабета 1 типа), но содержание инсулина в них снижено.

Исследователи предположили, что длительная гипергликемия запускает порочный круг, в котором повышение глюкозы в крови приводит к повреждению бета-клеток и снижению секреции инсулина, что вызывает еще большее повышение глюкозы и дальнейшее снижение функции бета-клеток. Чтобы разорвать этот круг, необходимо знать, как именно гипергликемия нарушает функцию бета-клеток.

Группа исследователей из Оксфордского университета, используя животные модели диабета и человеческие бета-клетки, впервые показали, что метаболиты глюкозы, а не сама глюкоза, являются причиной неспособности бета-клеток выделять инсулин при сахарном диабете 2 типа. Они также продемонстрировали, что повреждение бета-клеток, вызванное гипергликемией, можно предотвратить, замедлив скорость распада глюкозы.

Высокий уровень глюкозы в крови ускоряет углеводный обмен в бета-клетках, что приводит к внутриклеточному накоплению метаболитов глюкозы. Они прямо и опосредованно (за счет подавления ферментов) ингибируют цикл трикарбоновых кислот. Это приводит к снижению выработки энергетической молекулы АТФ в митохондриях бета-клеток. Без энергии ослабленные бета-клетки становятся «слепыми» к глюкозе и больше не реагируют на повышение уровня глюкозы в крови выбросом инсулина.

Таким образом, чтобы разорвать порочный круг, нужно замедлить усваивание глюкозы, хотя на первый взгляд это не кажется логичным. Исследователи показали, что блокирование фермента глюкокиназы, который регулирует первый этап метаболизма глюкозы, может предотвратить описанные изменения и сохранить секрецию инсулина на нормальном уровне при хронической гипергликемии. На основе ингибиторов глюкокиназы, возможно, появятся новые стратегии лечения сахарного диабета 2 типа.

Статья E.Haythorne et al. Altered glycolysis triggers impaired mitochondrial metabolism and mTORC1 activation in diabetic β-cells опубликована в журнале Nature Communications.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Oxford: Key cause of type 2 diabetes uncovered.