В разное время дня и ночи чувствительность к инсулину колеблется, и исследователям из Женевского университета (UNIGE) удалось расшифровать лежащие за этим молекулярные механизмы.
Все дело оказалось в синхронизации биологических ритмов, которые управляются гипоталамусом – «центром контроля» вегетативных функций организма.
Баланс секреции гормонов необходим, чтобы каждая ткань, где находятся мишени для этого гормона, работали эффективно. Поэтому в качестве регулятора имеется два механизма – образ питания, а также смена дня и ночи. В сетчатке даже есть специальные нервные клетки, которые передают информацию об освещенности в мозг, а тот, в свою очередь, регулирует циркадные ритмы и выработку гормонов на периферии. И такой центр регуляции в мозге – это гипоталамус.
Исследователи по предыдущим работам уже знали, что специфическая зона в нем – вентромедиальное ядро гипоталамуса (VMH) контролирует тонус мышц (точнее – тонус симпатической системы, которая имеет влияние и на скелетную мускулатуру). А конкретно нейроны SF1 в этом ядре отвечают за чувствительность мышц к инсулину. Поэтому учены ершили проверить, как этот процесс будет «отвечать» на 24-часовой цикл в норме, а затем при некоторых удаленных «часовых» генах.
Для начала нейробиологи получили спектр реакций разных тканей на инсулин. Они исследовали икроножные и подошвенные мышцы ног, а также жировую ткань и печень. В период физиологического отдыха реакция хоть и несколько различалась, но везде оказалась минимальной. Однако, когда в нейронах SF1 они удалили ген SIRT1 (один из генов циркадных ритмов), то зафиксировали у животных инсулинорезистентность. Оказалось, что это нарушило влияние инсулина на икроножную мышцу, но другие ткани при этом не пострадали.
«С одной стороны, разные нейроны выполняют передачу входных данных цикла свет/темнота к разным органам, но с другой стороны, нарушения лишь одного из этих регуляторных путей достаточно, чтобы увеличить риск развития диабета у каждого отдельно взятого организма», — комментирует Роберто Коппари (Roberto Coppari), профессор Диабетического центра медицинского факультета UNIGE.
Интересно, что достаточно небольших колебаний циркадных ритмов, чтобы нарушить стабильность механизма ответа тканей на инсулин. Исследователи добавляли по одному светлому часу в темное время, либо не давали свет в течение двух дней, и даже эти действия приводили к серьезному отрицательному эффекту. Этим может объясняться склонность людей, вынужденных работать посменно, к метаболическим заболеваниям.
Исследователи считают, что полученная ими новая информация должна привести к тому, чтобы врачи пересмотрели время введения инсулина людям с сахарным диабетом, поскольку это может стать важным аспектом в лечении.
Подробнее об этом можно узнать в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.
Текст: Анна Хоружая