Резистентность к инсулину, которая предшествует диабету 2 типа, может быть результатом "метаболическая пробка" который блокирует способность организма переключаться между глюкозой и жиром в качестве источников энергии, говорят исследователи из Медицинского центра Университета Дьюка.
Нормальный контроль уровня глюкозы (сахара) в крови зависит от инсулина – гормона, который выделяется после еды и стимулирует усвоение сахара в мышцах и других частях тела. Инсулинорезистентность возникает, когда организм больше не реагирует на сигналы инсулина. Это серьезное заболевание, которое часто сопровождает ожирение и увеличивает риск развития диабета 2 типа – заболевания, характеризующегося опасно высоким уровнем сахара в крови. Ученые годами изучали это заболевание, но так и не смогли прийти к единому мнению о его первопричине.
Но Дебби Муойо, доцент медицины в Duke’s Sarah W. Центр питания и метаболизма Стедмана считает, что у нее может быть неплохая идея. Она и ее коллеги прослеживают развитие инсулинорезистентности к перегруженным митохондриям – крошечным электростанциям внутри каждой клетки – которые просто изнашиваются и изнашиваются, пытаясь сжечь лишний жир.
Исследование опубликовано в текущем выпуске журнала Cell Metabolism.
Обычно организм переключает источники топлива в течение дня, говорит Муойо, явление, известное как "метаболическая гибкость."
"Например, ночью и во время голодания или упражнений мышцы и другие органы тела сжигают жир в качестве топлива. Это потому, что в это время обычно доступно больше жира. Но в течение дня, а особенно после еды, митохондрии переключаются на глюкозу," она говорит. Это имеет смысл, потому что пища делает больше доступной глюкозы, а здоровые люди увеличивают потребление глюкозы, когда она есть. Но есть загвоздка: если диета постоянно слишком богата жирами и калориями, переключения не происходит. Митохондрии просто продолжают работать усерднее и усерднее, чтобы сжечь весь жир, и усилия в конечном итоге терпят неудачу.
Вот что приводит к "метаболическая пробка," – митохондриальный тупик, в котором жир накапливается и блокирует использование или метаболизм глюкозы. Муойо считает, что митохондрии, находящиеся под хроническим стрессом, посылают сигнал бедствия, который мешает инсулину выполнять свою работу, позволяя сахару накапливаться в крови.
"Мы думаем, что именно это приводит к инсулинорезистентности," – говорит Муойо, признавая, что идея не нова. "Первые семена этой гипотезы были фактически посеяны пятьдесят лет назад, но она умерла, потому что у исследователей не было исследовательских инструментов, чтобы ее доказать."
Теперь они есть. Команда Муойо использовала масс-спектрометр для определения митохондриальных метаболитов – побочных продуктов сжигания жира – которые, как было установлено, связаны с ожирением и возникновением инсулинорезистентности.
Они также разработали клеточные и животные модели, которые показали, что при отсутствии фермента, импортирующего жир, митохондрии были защищены, а мышцы продолжали реагировать на сигналы инсулина, что позволило предположить, что причиной действительно была жировая перегрузка.
Однако во всем этом есть и хорошие новости, – говорит Муойо. "Есть два очень простых способа предотвратить инсулинорезистентность: больше заниматься спортом – вы поможете митохондриям сжигать жир более эффективно, или есть меньше жиров в своем рационе. Всегда легче сказать, чем сделать, конечно."
Несколько других исследователей из Центра Стедмана внесли свой вклад в исследование, в том числе ведущий автор Тимоти Ковес, Роберт Ноланд, Дороти Сленц, Мерри Мозедейл, Ольга Илькаева, Джеймс Бейн, Роберт Стивенс и Кристофер Ньюгард. Среди дополнительных соавторов – Гэри Лопасчук, Джон Ашер и Джейсон Дайк из Университета Альберты. Лопащук и Дайк инвестируют в компанию, заинтересованную в разработке ингибиторов фермента, который играет ключевую роль в митохондриальной активности, описанной в исследовании.
Источник: Медицинский центр Университета Дьюка