122 дней, 19 часов, 53 минуты

До всемирного дня диабета!

Похоже, учёные выяснили, почему мы болеем диабетом

Недавнее генетическое исследование американских ученых позволяет по-новому взглянуть на эту проблему. Вполне вероятно, что повышенная склонность к ожирению и диабету является следствием «ошибки» эволюции человека, в ходе которой в результате делеции (хромосомной перестройки) был утерян ген СМАН, и наши инсулиновые рецепторы стали хуже реагировать на инсулин. Этим наш вид отличается от всех остальных млекопитающих, у которых этот ген присутствует, а нарушения углеводного обмена развиваются редко.

В работе, опубликованной в последнем номере FASEB Journal, было впервые смоделировано влияние делеции гена СМАН на метаболизм мышей, в норме не страдающих ни ожирением, ни диабетом.

Ген СМАН кодирует фермент (гидроксилаза цитидин-монофосфат-N-ацетилнейраминовой кислоты), участвующий в химической модификации остатков сиаловой кислоты. Из остатков построены углеводные цепи большинства гликопротеинов (белков, соединенных с углеводами). А от точного строения этих углеводных «антенн» зависит взаимодействие этих белков с другими молекулами, в том числе, инсулиновых рецепторов на поверхности клетки с инсулином. У всех млекопитающих, кроме человека, в формировании гликопротеинов участвуют две модификации сиаловой кислоты – ацетилсиалат и гликолилсиалат. У нас, из-за отсутствия гена CMAH, нарушен синтез гликолилсиалата. По-видимому, если инсулиновые рецепторы имеют оба варианта сиалатов, они эффективнее взаимодействуют с инсулином. В норме человеку «хватает» пониженной эффективности инсулиновых рецепторов, имеющих только ацетилсиалатные антенны. Но при неблагоприятных факторах - нарушении структуры инсулина, переедании и ожирении, снижении продукции инсулина в поджелудочной железе - этого становится недостаточно и развивается диабет.

Для изучения физиологических последствий нарушения функции СМАН ученые вывели трансгенных мышей с делецией этого гена и выкармливали их высококалорийной пищей. Оказалось, что у таких животных, как и у людей-диабетиков, ткани значительно хуже реагируют на инсулин, что уже является причиной нарушения метаболизма глюкозы. Но кроме этого, у них еще и серьезно страдают сами бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. То есть, влияние делеции не ограничивается только снижением эффективности рецептора, но и воздействует на саму систему продукции инсулина. Таким образом, отсутствие гликолилсиалата в углеводных цепях гликопротеинов на фоне высококалорийной диеты приводило у мышей к суммарному эффекту снижения синтеза инсулина и утраты восприимчивости клеток к нему. По мнению авторов, это может быть серьезным прорывом в понимании патогенеза диабета 2 типа у людей, страдающих ожирением.

Поскольку остатки сиаловой кислоты, помимо инсулиновых рецепторов, образуют углеводные антенны огромного количества других важнейших гликопротеинов в организме животного, отсутствие гликолилсиалата у человека может иметь глубокий эволюционный смысл.

«Это открытие много говорит нам о том, что идёт не так при диабете, и где мишень для новых методов лечения, – цитирует главного редактора FASEB Journal Джеральда Вейсмана (Gerald Weissmann) портал EurekAlert. – Но оно может оказаться важным и для понимания человеческой эволюции. Если отсутствие данного фермента уникально для людей, возможно, что оно могло дать нам какое-то преимущество в борьбе за выживание по сравнению с вымершими видами. Теперь задача состоит в том, чтобы найти преимущества утраты этого гена. Эволюция часто демонстрирует примеры того, как, потеряв что-то, мы можем выиграть в другом и сохранить наш вид».

Источник информации: Kavaler, S., Morinaga, H., Jih, A., Fan, W. Q., Hedlund, M., Varki, A., Kim, J. J. Pancreatic β-cell failure in obese mice with human-like CMP-Neu5Ac hydroxylase deficiency. FASEB Journal February 24, 2011, doi: 10.1096/fj.10-175281.

Источник: http://strf.ru/material.aspx?CatalogId=21731&d_no=37235