Открытие кровеносных сосудов может предотвратить диабет
Новые выводы из исследований того, как инсулин выходит из кровотока для метаболизма глюкозы в клетках, могут привести к новым методам лечения инсулинорезистентности, состояния, которое обычно предшествует диабету 2 типа.
В статье, опубликованной в В Журнал клинических исследованийУченые из Университета Вандербильта в Нашвилле, штат Теннесси, сообщают, как они использовали новую технику микроскопии наряду с математическими моделями для прямого измерения и характеристики движения инсулина, когда он проникает через стенки кровеносных сосудов в клетки скелетных мышц у живых мышей.
Их результаты показывают, что механизм транспорта инсулина, когда он покидает крошечные кровеносные сосуды или капилляры в мышечной ткани, отличается от того, что предполагалось в предыдущих исследованиях.
«Определение того, как инсулин покидает капилляр, - объясняет старший автор исследования Дэвид Х. Вассерман, профессор молекулярной физиологии и биофизики, - необходимо для понимания и лечения инсулинорезистентности».
Инсулинорезистентность может привести к диабету 2 типа
Инсулинорезистентность развивается, когда клетки, составляющие ткани печени, жира и мышц, не реагируют эффективно на инсулин, гормон, который помогает им преобразовывать глюкозу в энергию. Поджелудочная железа компенсирует это за счет выработки большего количества инсулина для поддержания нужного уровня глюкозы.
Но со временем клетки поджелудочной железы не успевают за этим, повышается уровень глюкозы и развиваются преддиабет и диабет 2 типа. Большинство людей с диабетом страдают диабетом 2 типа.
Более 30 миллионов взрослых в Соединенных Штатах страдают диабетом, в том числе более 7 миллионов не диагностированных. Еще 84 миллиона страдают преддиабетом.
Неясно, что именно вызывает резистентность к инсулину, но ученые предполагают, что физическая неактивность и слишком большой вес являются основными причинами.
Понимание движений инсулина
Профессор Вассерман и его коллеги отмечают, что «способность инсулина стимулировать поглощение глюкозы» мышечными клетками «зависит от скорости, с которой инсулин проникает через эндотелий», который представляет собой тонкий слой ткани, выстилающий кровеносные сосуды и контролирующий движение. веществ в кровотоке и из него.
Они также отмечают наличие доказательств того, что нарушение доставки инсулина к мышечным клеткам является признаком «инсулинорезистентности, вызванной диетой».
Таким образом, характеристика механизма, который контролирует движение инсулина через эндотелий, «имеет решающее значение для понимания прогрессирования инсулинорезистентности», - утверждают они, устанавливая цель своего исследования.
Инсулин перемещается "жидкофазным транспортом"
Некоторые исследования предполагают, что механизм транспорта инсулина является «насыщаемым», то есть скорость снижается с увеличением уровня инсулина и что это зависит от присутствия рецепторов инсулина в клетках эндотелия.
«Напротив», - отмечают авторы исследования, - их результаты «убедительно демонстрируют, что движение инсулина через эндотелий ненасыщаемо и не требует рецептора инсулина».
С помощью техники, которую они разработали для отслеживания, визуализации и моделирования движения инсулина при его выходе из капилляров у живых мышей, они пришли к выводу, что механизм работает за счет «транспорта в жидкой фазе».
Этот вид транспорта «может осуществляться либо путем конвективного движения инсулина» через соединения между клетками в эндотелии, либо «неспецифическим везикулярным процессом или их комбинацией», - объясняют они.
Результаты могут привести к новым методам лечения.
Ученые предполагают, что одна из основных причин разницы между их выводами и результатами более ранних исследований заключается в том, что они смогли напрямую измерить перемещение инсулина через эндотелий у живых животных, в отличие от использования «культивируемых монослоев» эндотелиальных клеток. .
Улучшение нашего понимания на клеточном и молекулярном уровне того, как инсулин выходит из капилляров, может привести к новым способам обратить вспять резистентность к инсулину, включая лекарства на основе малых молекул, которые ускоряют доставку инсулина, и новые синтетические версии инсулина, которые более эффективно достигают мышечных клеток.
Профессор Вассерман считает, что метод флуоресцентного отслеживания и микроскопии, который они разработали для использования на живых животных, также можно использовать для изучения того, как лекарства и другие гормоны выходят из кровотока и попадают в ткани-мишени.
«Стенка мышечных капилляров представляет собой серьезный барьер для воздействия инсулина на мышцы. Это этап, ограничивающий скорость действия мышечного инсулина и потенциальный участок регуляции ».
Проф. Дэвид Х. Вассерман
