Новое исследование продемонстрировало, как повреждение спинного мозга может привести к серьезным нарушениям метаболизма и быть причиной развития связанных с этим болезней, таких как диабет или заболевания сердца.
В своей работе группа авторов из Огайо описала механизм, за счет которого после травмы спинного мозга в жировой ткани происходит чрезмерное расщепление триглециридов, что способствует последующему накоплению вредных соединений в печени, сердце и мышцах. Оказалось, что повреждение приводит к увеличению экспрессии одной из субъединиц потенциал-зависимых кальциевых каналов в нейронах спинномозговых ганглиев. Статья опубликована в журнале Cell Reports Medicine.
Исследователи выяснили, что у мышей с отсутствием гена, кодирующего «виновную» субъединицу, повреждение спинного мозга не приводило к метаболическим нарушениям в жировой ткани. Подобного эффекта удалось добиться с использованием габапентина.
Пациенты с повреждением спинного мозга (ПСМ) страдают от серьезных осложнений, которые могут проявить себя через месяцы или годы после момента травмы. Одними из самых частых из них являются диабет 2 типа и сердечно-сосудистые заболевания. У людей с ПСМ отмечается избыточное эктопическое накопление липидов – это скопления триглицеридов вне жировой ткани, преимущественно в клетках печени, сердца и мышц. Этот процесс может приводить к инсулинорезистености и ожирению, что лежит в основе болезней сердца и сахарного диабета 2 типа.
Белая жировая ткань (БЖТ) иннервируется симпатическими и чувствительными волокнами. В то время как о влиянии симпатических нервов на БЖТ известно немало, роль чувствительных волокон остается достаточно туманной. Тела чувствительных нейронов находятся в спинномозговых ганглиях (СГ), а их аксоны в составе заднего корешка входят в спинной мозг. Группа исследователей из Огайо задалась вопросом о влиянии чувствительных волокон на работу БЖТ и патогенезе развития метаболических расстройств после ПСМ.
Авторы моделировали ПСМ у мышей путем полного пересечения чувствительных проводников в спинном мозге на нижнем грудном уровне – уровень позвонка Т12. При этом симпатическая иннервация оставалась интактной. Определенный тип чувствительных нейронов СГ, экспрессирующих белок CGRP, иннервирует висцеральную БЖТ (жировая ткань, покрывающая внутренние органы). Оказалось, что ПСМ в этих нейронах вызывает повышение экспрессии альфа-2-дельта-1 субъединицы вольтаж-зависимых кальциевых каналов (каналов, реагирующих на потенциал действия). Это, в свою очередь, усиливает в висцеральной БЖТ распад триглицеридов на глицерол и жирные кислоты – липолиз. Затем глицерол и жирные кислоты транспортируются в клетки печени, сердца и мышц и образуют там эктопические скопления липидов.
Ученые отметили, что у лабораторных животных с удаленным генов альфа-2-дельта-1 субъединицы ПСМ не вызывало усиления липолиза в клетках висцеральной БЖТ. После авторы приняли решение о применении габапентина – препарата, используемого для лечения невропатической боли и эпилепсии. Габапентин с высокой селективностью связывается и блокирует альфа-2-дельта-1 субъединицу сенсорных нейронов. У мышей, которые получали габапентин сразу после ПСМ не отмечалось усиления липолиза в висцеральной БЖТ и эктопического накопления липидов во внутренних органах.
Понимание механизмов расстройств метаболизма у пациентов после ПСМ поможет врачам в дальнейшем с успехом заниматься профилактикой тяжелых болезней сердца и сахарного диабета 2 типа. Успех использования габапентина на модельных животных может послужить основой для разработки тактики лечения и реабилитации данной группы пациентов.
Текст: Вадим Русскин