У курильщиков по статистике чаще, чем у некурящих, случается диабет второго типа. Однако до сих пор было не вполне понятно, как именно табак вредит обмену веществ.
Исследователям из медицинского центра Маунт-Синай удалось выяснить, что причиной здесь сам никотин: он заставляет поджелудочную железу производить меньше инсулина, из-за чего в крови повышается уровень глюкозы (а повышенный уровень сахара запускает диабет).
Попав в мозг, никотин связывается с рецепторами на разных нейронах, среди которых есть и нейроны поводка эпиталамуса. Этот небольшой участок мозга заставляет нас чувствовать отвращение к никотину, поскольку он всё-таки токсичен и употреблять его не стоит. Именно поводок эпиталамуса подавляет поначалу удовольствие от курения. Но ведь люди всё равно курят – значит, отвращение как-то преодолевается.
Исследователи из центра Маунт-Синай уже как-то публиковали работу, в которой рассказывали о там, как другие нейроны мешают нейронам поводка подавлять удовольствие от курения. Но оказалось, что тут работают и другие механизмы. Поводок эпиталамуса из-за никотина не только заставляет чувствовать отвращение – он также посылает сигнал поджелудочной железе, и она выбрасывает в кровь гормоны глюкагон и инсулин. Инсулин снижает уровень сахара в крови, заставляя клетки поглощать его, глюкагон, наоборот, повышает сахар в крови, но в результате одновременного выброса их обоих количество глюкозы в крови увеличивается. Сахар подавляет активность нейронов поводка эпиталамуса, которые перестают генерировать сигналы отвращения к никотину – а это значит, что никто не мешает развитию зависимости. Но откуда тогда диабет?
Связь между никотином и диабетом стала более ясной, когда исследователи обратили внимание на белок TCF7L2. Он управляет активностью генов в поджелудочной железе и в печени, от него зависит уровень сахара в крови. Однако TCF7L2 синтезируется не только в печени и поджелудочной железе, но и в мозге. Что он тут делает, долгое время никто не знал. Оказалось, что если в мозге крыс отключить ген TCF7L2, то такие крысы начнут поглощать намного больше никотина.
В статье в Nature говорится, что без TCF7L2 на нейронах поводка эпиталамуса становилось меньше рецепторов, которые должны чувствовать никотин – соответственно, нейроны не создавали к нему никакого отвращения. Но притом тот никотин, который крысы теперь принимали в очень большом количестве, не так уж сильно повышал уровень сахара в крови – соответственно, вероятность диабета у крыс-мутантов уменьшалась.
Можно сказать, что тот TCF7L2, который синтезируется в мозге, подводит организм к диабету из благих намерений, пытаясь бороться с никотиновой зависимостью. Он помогает нейронам поводка обзавестись рецепторами к никотину, чтобы генерировать к нему отвращение – но проблема в том, что те же нейроны из-за никотина сбивают с толку поджелудочную железу. Если зависимости удалось избежать, то всё хорошо, но если зависимость всё-таки появилась, то TCF7L2 начинает работать только на диабет: сигналы отвращения уже ничего против зависимости не сделают, зато сигналы в поджелудочную продолжают вредить обмену веществ.
Возможно, в будущем удастся создать средство, которое защищало бы от диабета курильщиков – тех, кто совсем не может обойтись без никотина. Такое средство могло бы действовать прямо на белок TCF7L2, хотя тут нужно учитывать, что он есть не только в поводке эпиталамуса, но и в других зонах мозга, и, очевидно, у него там есть какие-то свои функции.
Когда говорят о вреде курения, то обычно имеют в виду не сам никотин, а другие вещества, которые содержатся в табачном дыму. Но и сам никотин, как видим, не так уж безвреден: кроме диабета тут можно вспомнить о том, что он вредит эмбрионам и меняет активность нескольких тысяч генов.
Автор: Кирилл Стасевич