Исследователи обнаружили фактор, который контролирует производство сахара в крови новым способом: ограничивая поставку его строительных блоков. Результаты сообщаются в апрельском номере журнала Cell Metabolism, опубликованном Cell Press.
Исследование показало, что у мышей, дефицитных по KLF15, члену так называемого семейства транскрипционных факторов типа Крюппеля, сильно не хватает глюкозы в крови – основного источника энергии для организма и единственного источника для мозга – после период ночного голодания. Исследователи проследили этот дефицит до неспособности производить новую глюкозу в печени, процесса, известного как глюконеогенез, из-за дефекта обработки аминокислот. Аминокислоты являются основными ингредиентами белков и источником основного субстрата при производстве сахара в крови.
"Глюконеогенез – сложный процесс," сказал Мукеш К. Джайн из Западного резервного университета Кейса. "По сути, для этого требуются две важные вещи: строительные блоки и ферменты [строящие глюкозу], благодаря которым все это происходит. Многие предыдущие работы были сосредоточены на ферментах."
"Мы обнаружили первый дефект [в производстве глюкозы] из-за потери субстрата," добавлена Сьюзан Грей из Бригама и женской больницы.
Грей объяснил, что во время голодания запас глюкозы, получаемой с пищей, иссякает. В ответ организм сначала расщепляет гликоген печени, основную форму хранения глюкозы. Однако тело "проходит через эти магазины за ночь," она сказала.
Когда запасы истощены, организм должен полагаться на синтез новой глюкозы, в первую очередь в печени, чтобы предотвратить опасную для жизни нехватку, состояние, известное как гипогликемия. Синтез глюкозы de novo зависит от доступности молекулы субстрата из аминокислоты.
Исследователи обнаружили, что мыши с целевой делецией KLF15 демонстрируют тяжелую гипогликемию после ночного голодания. Они также обнаружили доказательства того, что нарушение расщепления аминокислот способствует развитию гипогликемии натощак у мутантных животных, ограничивая доступность субстрата глюкозы, называемого пируватом.
Действительно, у мышей заметно снизилась активность генов, кодирующих ферменты, расщепляющие аминокислоты, как показали исследователи. У мышей также был дефицит активности фермента, который превращает важную аминокислоту, называемую аланином, в пируват. В соответствии с этим наблюдением инъекция пирувата, но не аланина, спасла мышей от гипогликемии натощак.
По словам исследователей, полученные данные указывают на новую форму контроля над уровнем глюкозы. В конечном итоге это "окно в контроль глюкозы" также может иметь значение для лечения диабета – состояния, характеризующегося высокими концентрациями глюкозы, сказал Грей.
"Подавление KLF15 может оказаться полезным для людей с диабетом типа II, у которых слишком много глюкозы, отчасти потому, что печень производит больше, чем необходимо," Джайн сказал.
"Их датчик глюкозы выключен. Если вы ослабите KLF15 в печени, вы можете ограничить выработку глюкозы."
Грей сказала, что планирует продолжить изучение механизмов, лежащих в основе регуляции глюкозы в KLF15, и посмотреть, как повышение уровня KLF15 влияет на производство сахара в крови. Между тем, Джайн планирует продолжить изучение функции фактора транскрипции в других частях тела, где он активен, а именно в скелетных и сердечных мышцах.
Источник: Cell Press