Исследователи обнаружили новые ключи к разгадке тайны того, как нервная система кишечника влияет на метаболизм глюкозы. Их результаты помогут разработать новые методы лечения диабета 2 типа. Результаты исследования опубликованы в журнале Gut.
Актуальность вопроса
При диабете 2 типа клетки организма становятся менее чувствительными к сигналам инсулина — гормона, ответственного за регулирование уровня глюкозы в крови. Снижение чувствительности называется инсулинорезистентностью, и не позволяет клеткам поглощать лишнюю глюкозу, поступающую в кровоток после еды. Со временем высокие концентрации глюкозы в крови повреждают ткани по всему телу, вызывая такие осложнения, как болезни сердца и почек, а также потерю зрения.
Изменения в диете, физические упражнения могут уменьшить симптомы и даже обратить состояние вспять. Для лечения диабета 2 типа также доступны препараты, но которые могут вызывать побочные эффекты, такие как тошнота и диарея.
Поэтому открытие методов лечения, которые не только эффективны, но и не имеют побочных эффектов, является приоритетом для исследователей диабета.
Дружественные бактерии
Новое исследование основывается на предыдущих работах, предполагающих, что жирные или липидные молекулы, продуцируемые «дружественными» кишечными бактериями, помогают улучшить метаболизм глюкозы в крови. Считается, что липиды влияют на жизненно важную двустороннюю связь между головным мозгом и высокоразвитой нервной системой кишечника, также известной как кишечная нервная система или «второй мозг».
При сахарном диабете 2 типа связь между кишечником и мозгом нарушается. В результате после еды мозг перестает посылать сигналы в печень, мышцы и жировую ткань, требуя, чтобы они поглощали больше глюкозы из кровотока. Это, в свою очередь, приводит к инсулинорезистентности.
В норме двенадцатиперстная кишка подает сигналы в головной мозг, что вызывает расслабление гладкой мускулатуры слизистой оболочки. Однако у людей с сахарным диабетом 2 типа эти мышцы сокращаются сильнее или гиперконтрактильны, поскольку сигнал не посылается.
Исследователи считают, что дружественные кишечные бактерии являются ключом к обращению вспять гиперконтрактильности и восстановлению здорового метаболизма глюкозы. Вещества, которые питают дружественные бактерии, называются пребиотиками. В частности, известно, что углеводы, называемые фруктоолигосахаридами (ФОС), способствуют росту бактерий, которые улучшают метаболизм глюкозы за счет производства различных липидов. Однако идентичность этих липидов до сих пор остается неизвестной.
Материалы и методы исследования
Чтобы узнать больше, исследователи кормили мышей специальной диетой, дополненной ФОС, а затем сравнили с содержимым толстых кишечников мышей, которые не получали дополнительного ФОС.
Результаты научной работы
Ученые обнаружили, что единственным липидом со значительно повышенным уровнем в толстой кишке мышей с ФОС был липид под названием 12-HETE. Когда исследователи кормили 12-HETE мышей с диабетом, липид не только уменьшал гиперконтракцию двенадцатиперстной кишки, но и улучшал уровень глюкозы в крови мышей.
Чтобы выяснить, применимы ли эти результаты к людям, ученые проанализировали биоптаты из двенадцатиперстной кишки людей с диабетом 2 типа, которые получали антидиабетическое лечение, и здоровых добровольцев, которые этого не делали. Ученые обнаружили, что в двенадцатиперстной кишке у людей с диабетом было на 38% меньше 12-HETE по сравнению со здоровыми добровольцами. Исследователи признают, что это открытие не было статистически значимым.
Ученые также обнаружили, что 12-HETE уменьшает сокращение мышц в двенадцатиперстной кишке, усиливая сигнал от нервного рецептора, называемого μ-опиоидным рецептором, что восстановило связь между кишечником и мозгом.
Заключение
Результаты исследования указывают на тесные связи между бактериями в кишечнике человека, известными как микробиота, и нашим здоровьем.
Ученые ожидают, что их работа вдохновит на новые методы лечения, которые помогут либо увеличить выработку 12-HETE в кишечнике, либо включать прием липидов перорально в качестве добавки.
Исследователи заключают: «Используя комбинацию пищевого и фармакологического подходов, мы определили новый способ коммуникации между кишечными микробами и хозяином. Кроме того, мы выявили новые мишени и механизмы их действия у грызунов и, возможно, у людей. Определение конкретных мишеней для лечения диабета 2 типа и сопутствующих заболеваний представляет собой новаторское решение для разработки лекарств без побочных эффектов».
Научная статья по теме: одиночество связано с риском развития диабета.
