В организме выявлен «глюкостат»

Именно островки поджелудочной железы несут общую ответственность за поддержание нормального уровня глюкозы в крови в нашем организме, согласно новому исследованию, проведенному исследователями из Karolinska Institutet в Швеции и Школы медицины Университета Майами Миллер, США. Результаты, опубликованные в научном журнале Cell Metabolism , имеют важное значение для некоторых видов лечения диабета.

Уровень глюкозы в крови жестко регулируется в живом организме. Слишком низкий уровень (гипогликемия) или слишком высокий (гипергликемия) являются серьезной угрозой нашему здоровью, последнее приводит к диабету. Целевые уровни гликемии варьируют между разными видами животных, это означает, что нормальную концентрацию глюкозы в крови у мышей, например, можно считать диабетической для людей.

Как именно контролируется гомеостаз глюкозы, неизвестно, но было показано, что он включает несколько различных органов, таких как печень, гипоталамус в головном мозге и гормон-высвобождающую часть поджелудочной железы, называемые островками поджелудочной железы или островками Лангерганса. Тем не менее, взаимодействие между этими органами является сложным, и каждый из них имеет свою собственную уставку глюкозы.

Нормальный уровень глюкозы в крови

«Мы хотели проверить, существует ли ведущий орган или механизм, который поддерживает нормальные уровни глюкозы в крови в пределах характерного узкого диапазона у разных видов животных», - говорит первый автор Райнер Родригес-Диаз, исследователь из Медицинской школы Университета Майами Миллер, США. и Karolinska Institutet, Швеция. «Наша гипотеза заключалась в том, что гликемическая уставка является результатом того, что островки поджелудочной железы работают как орган, где гормональный выброс регулируется особенностями и механизмами, присущими ткани островков».

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи пересадили островки поджелудочной железы от разных видов, включая людей, мышам с диабетом и без диабета. Затем они измерили уровни глюкозы в крови и толерантность к глюкозе у мышей-реципиентов.

«Мы обнаружили, что привитые островки передавали гликемические уровни донорских видов. Это указывает на то, что островки поджелудочной железы несут общую ответственность за поддержание нормального уровня глюкозы в крови, что делает их «глюкостатом» в нашем организме », - говорит главный исследователь. Пер-Олоф Берггрен Профессор Научно-исследовательского центра диабета и эндокринологии им. Рольфа Люфта при Каролинском институте Кафедра молекулярной медицины и хирургии ,

Высвобождая гормон глюкагон

Интересным открытием было то, что у людей, в отличие от грызунов, клетки, высвобождающие гормон глюкагон в островках поджелудочной железы, имеют решающее значение для регуляции инсулин-продуцирующих клеток и, следовательно, регуляции уровня глюкозы в крови.

«Это означает, что крайне важно использовать человеческие островки поджелудочной железы при исследовании того, как этот сложный микроорганизм регулирует гомеостаз глюкозы в нормальных условиях и почему он не функционирует при диабете», - говорит Алехандро Кайседо, исследователь из Медицинской школы Университета Майами Миллер. «Наши результаты имеют значение для трансплантации и регенеративных подходов к лечению диабета, потому что восстановление нормального уровня глюкозы в крови может потребовать большего, чем замена только инсулин-продуцирующих клеток».

Технология стволовых клеток

По мнению исследователей, чтобы вылечить диабет с помощью технологии стволовых клеток в будущем, необходимо будет получить все клетки, найденные в островках поджелудочной железы, а затем создать искусственные островки для трансплантации.

«Кроме того, необходимо пересмотреть терапевтические стратегии с использованием антагонистов рецепторов глюкагона в качестве гипогликемических агентов, поскольку они напрямую влияют на способность островков поджелудочной железы функционировать в качестве глюкостатов», - говорит профессор Берггрен.

Исследование финансировалось Фондом Исследовательского Института Диабета (DRIF), Национальными Институтами Здоровья (NIH), Американской Диабетической Ассоциацией, Шведской Диабетической Ассоциацией, Шведским Исследовательским Советом, Фондом Ново Нордиск, Фондом семьи Эрлинг-Перссон, Фондом стратегических исследований. Программа по диабету в Каролинском институте, Европейском исследовательском совете, Фонде Кнута и Алисы Валленберг, Страховой компании Skandia, Фонде диабета и здоровья, Фонде Берта фон Канцова и Фонде Стихтинга Йохника.

«Паракринные взаимодействия внутри панкреатического островка определяют гликемическую точку отсчета»
Райнер Родригес-Диас, Р. Дамарис Молано, Джонатан Р. Вайц, Мидхат Х. Абдулреда, Дора М. Берман, Барбара Лейбигер, Инго Б. Лейбигер, Норма С. Кеньон, Камилло Рикорди, Антонелло Пиледжи, Алехандро Кайседо, Пер-Олоф Berggren
Клеточный метаболизм, онлайн 6 марта 2018 г., doi: 10.1016 / j.cmet.2018.01.015