Нарушение наших внутренних часов играет важную роль в развитии метаболических заболеваний, наблюдаемых в последние десятилетия, и особенно диабета. Понимая, как мозг связывает эффекты инсулина со светом, исследователи из Женевского университета (UNIGE) расшифровали, как чувствительность к инсулину колеблется в соответствии с циркадными циклами, а также в соответствии с вовлеченными органами. В основе их открытия лежат нейроны вентромедиального ядра гипоталамуса, части мозга, которая управляет этим тонким балансом. Результаты исследования, опубликованные в научном журнале Cell Reports, должны побудить врачей и их пациентов с диабетом обдумывать наилучшее время для приема инсулина, чтобы должным образом контролировать его действие и ограничивать риск гипогликемии.
Актуальность проблемы
Сегодня более 450 миллионов человек во всем мире страдают диабетом, и многие из них нуждаются в ежедневных инъекциях инсулина. Когда эндогенный инсулин не вырабатывается в достаточных количествах, например, у людей с диабетом 1 типа, терапия является единственным доступным лечением, но этот метод лечения не лишен риска – включая потенциально тяжелую гипогликемию, которая может привести к коме и даже смерти.
Баланс между секрецией и действием гормонов необходим для правильного функционирования организма. Таким образом, секреция нескольких гормонов, включая инсулин, изменяется в течение 24-часового периода, и любое изменение этого ритма, предрасполагает к метаболическим заболеваниям. Чтобы синхронизироваться, организм учитывает 2 основных элемента: чередование света и темноты, а также кормление и голодание. Действительно, свет, воспринимаемый нейронами сетчатки, передается в мозг, который, в свою очередь, регулирует периферические часы, расположенные в разных областях организма.
Материалы и методы обследования
Ученые выполнили полную оценку влияния инсулина на разные ткани мышей (икроножные и подошвенные мышцы, жировую ткань и печень) и наблюдали значительные изменения во всех задействованных тканях. Затем ученые повторили те же обследования на животных, у которых ген SIRT1 (ген, связанный с регуляцией основных молекулярных компонентов часов) был удален только в нескольких тысячах нейронов SFH VMH. Чтобы лучше оценить влияние света на чувствительность тканей к инсулину, исследователи измерили вызванную инсулином абсорбцию глюкозы.
Результаты научной работы
«Наша гипотеза заключалась в том, что чувствительность к инсулину варьируется в соответствии с суточным 24-часовым циклом, а также в зависимости от тканей. Мы уже знаем, что некоторые нейроны в вентромедиальном ядре гипоталамуса (VMH) контролируют симпатическую нервную систему, которая оказывает влияние на скелетные мышцы у мышей. Мы изучили эти нейроны – называемые нейронами VMH SF1 – при регулировании действия инсулина в этой ткани», – объясняет автор исследования Роберто Коппари (Roberto Coppari).
При содержании мышей в течение 12 часов при свете и 12 часов в темноте чувствительность к инсулину была самой низкой в периоде отдыха. «Мы уже знали, что мыши с изменением этого гена в нейронах VMH SF1 имели склонность к инсулинорезистентности. Но по какому механизму?», – объясняет Роберто Коппари.
Модулируя время воздействия света, исследователи продемонстрировали, что ген SIRT1 нейронов VMH SF1 играет ключевую роль в действии инсулина в икроножной мышце, но не в других тканях. Действительно, повышенное или пониженное воздействие света может оказать глубокое влияние на чувствительность тканей к инсулину, и изменение, хотя и минимальное, этого механизма достаточно для значительного нарушения метаболического гомеостаза. Это объясняет, почему люди, подвергающиеся воздействию света в неподходящее время, например трудящиеся, работающие в режиме ночной смены, более склонны к развитию метаболических заболеваний (например, диабета).
Выводы
«На практике количество инсулина, вводимого пациентам, рассчитывается на основе потребления углеводов. Если, как показывают наши результаты, чувствительность к инсулину меняется в зависимости от времени суток и циркадного ритма людей, этот параметр следует учитывать у пациентов с сахарным диабетом, чтобы лучше управлять лечением и ограничивать риски», – объясняет Роберто Коппари.
Авторы другого исследования утверждают, что бета-клетки, продуцирующие инсулин, могут изменить свою функцию при диабете.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
