В этом году исполняется 100 лет со дня открытия инсулина, научного прорыва, превратившего диабет 1 типа, когда-то известный как ювенильный диабет или инсулинозависимый диабет, из неизлечимой болезни в управляемое состояние.
Сегодня диабет 2 типа в 24 раза более распространен, чем диабет 1 типа. По мнению исследователей из Университета Аризоны, рост показателей ожирения и заболеваемости диабетом 2 типа взаимосвязан и требует новых подходов.
"Все современные методы лечения диабета 2 типа в первую очередь направлены на снижение уровня глюкозы в крови. Итак, они лечат симптом, так же как лечат грипп, снижая температуру," сказал Бенджамин Ренквист, адъюнкт-профессор Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Уаризоны и член Института BIO5. "Нам нужен еще один прорыв."
В двух недавно опубликованных статьях в Cell Reports Ренквист вместе с исследователями из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луис, Университет Пенсильвании и Северо-Западный университет, наметили новую цель для лечения диабета 2 типа.
Ренквист, чья исследовательская лаборатория направлена на борьбу с заболеваниями, связанными с ожирением, последние девять лет работал над тем, чтобы лучше понять взаимосвязь между ожирением, жировой болезнью печени и диабетом, в частности, как печень влияет на чувствительность к инсулину.
"Ожирение, как известно, является причиной диабета 2 типа, и мы давно знали, что количество жира в печени увеличивается с ожирением," Ренквист сказал. "По мере увеличения количества жира в печени увеличивается заболеваемость диабетом."
Это говорит о том, что жир в печени может вызывать диабет 2 типа, но как жир в печени может вызвать резистентность организма к инсулину или вызвать чрезмерную секрецию инсулина поджелудочной железой, остается загадкой, сказал Ренквист.
Ренквист и его сотрудники сосредоточились на ожирении печени, измеряя количество нейротрансмиттеров, высвобождаемых из печени на животных моделях ожирения, чтобы лучше понять, как печень взаимодействует с мозгом, чтобы влиять на метаболические изменения, наблюдаемые при ожирении и диабете.
"Мы обнаружили, что жир в печени увеличивает высвобождение тормозного нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты, или ГАМК," Ренквист сказал. "Затем мы определили путь, по которому происходит синтез ГАМК, и ключевой фермент, ответственный за производство ГАМК в печени, – ГАМК трансаминазу."
ГАМК – встречающаяся в природе аминокислота, является основным тормозным нейромедиатором в центральной нервной системе, что означает, что она снижает нервную активность.
Нервы обеспечивают связь между мозгом и остальным телом. Ренквист объяснил, что эта связь идет не только от мозга к другим тканям, но и от тканей обратно к мозгу.
"Когда печень вырабатывает ГАМК, она снижает активность нервов, идущих от печени к мозгу. Таким образом, жирная печень, производя ГАМК, снижает активную работу мозга," Ренквист сказал. "Это уменьшение возбуждения ощущается центральной нервной системой, которая изменяет исходящие сигналы, влияющие на гомеостаз глюкозы."
Чтобы определить, вызывает ли повышенный синтез ГАМК в печени резистентность к инсулину, аспиранты лаборатории Ренквиста Кэролайн Гейслер и Сусма Гимайр фармакологически ингибировали ГАМК-трансаминазу печени на животных моделях диабета 2 типа.
"Подавление избыточного производства ГАМК в печени восстановило чувствительность к инсулину в течение нескольких дней," сказал Гейслер, ныне постдокторант Пенсильванского университета и ведущий автор статей. "Более длительное ингибирование ГАМК-трансаминазы привело к снижению потребления пищи и потере веса."
Исследователи хотели убедиться, что результаты будут понятны людям. Кендра Миллер, техник-исследователь в лаборатории Ренквиста, выявила вариации в геноме рядом с ГАМК-трансаминазой, которые были связаны с диабетом 2 типа. Сотрудничая с исследователями из Вашингтонского университета, исследователи показали, что у людей с инсулинорезистентностью печень более высоко экспрессирует гены, участвующие в производстве и высвобождении ГАМК.
Полученные данные являются основой клинических испытаний, финансируемых Комиссией по биомедицинским исследованиям штата Аризона, которые в настоящее время проводятся в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи с соавтором Сэмюэлем Кляйном, соавтором исследования и профессором медицины и диетологии Вашингтонского университета. В ходе исследования будет изучено использование коммерчески доступного ингибитора ГАМК трансаминазы, одобренного Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, для улучшения чувствительности к инсулину у людей, страдающих ожирением.
"Новая фармакологическая мишень – это только первый шаг в применении; мы находимся в годах от всего, что дойдет до ближайшей аптеки," Ренквист сказал. "Масштабы кризиса ожирения делают эти многообещающие открытия важным первым шагом, который, как мы надеемся, в конечном итоге повлияет на здоровье нашей семьи, друзей и общества."