Ученые из UNIGE обнаружили, что жир может помочь поджелудочной железе адаптироваться к избытку сахара, тем самым замедляя развитие диабета.
Диабет 2 типа, которым страдает почти 10% населения мира, является серьезной проблемой общественного здравоохранения. Чрезмерно малоподвижный образ жизни и слишком калорийная диета способствуют развитию этого метаболического заболевания, изменяя функционирование клеток поджелудочной железы и снижая эффективность регуляции уровня сахара в крови.
Бета-клетки поджелудочной железы под электронной микроскопией. Белые круги, видимые в центре клетки, соответствуют каплям хранения жира. Фото: © UNIGE – Laboratoire Maechler
Однако жир, который часто называют идеальным виновником, можно реабилитировать. Действительно, жир не обязательно усугубляет заболевание и может даже играть защитную роль: изучая инсулин-продуцирующие бета-клетки поджелудочной железы, ученые из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, показали, что эти клетки меньше страдают от избытка сахара, когда они ранее подвергались воздействию жира. Изучая работу клеточных механизмов, исследователи обнаружили, как цикл накопления и мобилизации жира позволяет клеткам адаптироваться к избытку сахара. Эти результаты, опубликованные в журнале Diabetologia, подчеркивают неожиданный биологический механизм, который можно использовать в качестве рычага для отсрочки начала диабета 2 типа.
Диабет 2 типа возникает в результате дисфункции бета-клеток поджелудочной железы, которые отвечают за секрецию инсулина. Это нарушает регуляцию уровня сахара в крови и может привести к серьезным осложнениям со стороны сердца, глаз и почек.
В 1970-х годах был выделен жир и появилась концепция липотоксичности: воздействие жира на бета-клетки вызывает их разрушение. Совсем недавно избыток сахара также обвиняли в повреждении бета-клеток и развитии диабета 2 типа. Однако, хотя вина сахара больше не вызывает сомнений, роль жира в дисфункции бета-клеток остается неоднозначной. Какие клеточные механизмы задействованы? «Чтобы ответить на этот ключевой вопрос, мы изучили, как бета-клетки человека и мыши адаптируются к избытку сахара и/или жира», — объясняет Пьер Махлер.
Когда жир помогает бета-клеткам
- Чтобы отличить действие жира от действия сахара, ученые подвергли бета-клетки воздействию избытка сахара, жира, а затем их комбинации. Впервые была подтверждена токсичность сахара: бета-клетки, подвергшиеся воздействию высокого уровня сахара, выделяли гораздо меньше инсулина, чем обычно.
- «Когда клетки подвергаются воздействию как слишком большого количества сахара, так и слишком большого количества жира, они накапливают жир в виде капель в ожидании менее благополучных времен», — объясняет Люси Оберхаузер, научный сотрудник отдела клеточной физиологии и метаболизма на факультете UNIGE. медицины и первый автор этой работы.
- «Удивительно, но мы показали, что этот запас жира не ухудшает ситуацию, а позволяет восстановить секрецию инсулина почти до нормального уровня. Таким образом, адаптация бета-клеток к определенным жирам будет способствовать поддержанию нормального уровня сахара в крови».
Важное использование жира
Дальнейший анализ клеточных изменений позволил исследовательской группе понять, что капли жира не являются статическими резервами, а являются местом динамического цикла накопления и мобилизации.
И благодаря этим освобожденным молекулам жира бета-клетки адаптируются к избытку сахара и поддерживают почти нормальную секрецию инсулина. «Высвобождение жира на самом деле не проблема, если организм использует его в качестве источника энергии», — добавляет Пьер Махлер. «Чтобы избежать развития диабета, важно дать этому полезному циклу возможность быть активным, например, поддерживая регулярную физическую активность».
В настоящее время ученые пытаются определить механизм, с помощью которого высвобождаемый жир стимулирует секрецию инсулина, в надежде найти способ отсрочить начало диабета.