Обнаружение кровеносных сосудов может предотвратить диабет.
В статье, опубликованной в Журнале клинических исследований, ученые из университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Техас, сообщают, как они использовали новую технику микроскопии наряду с математическими моделями для прямого измерения и характеристики движения инсулина, проходящего через стенки кровеносных сосудов в скелетные мышечные клетки у живых мышей.
Их результаты показывают, что механизм переноса инсулина, покидающего крошечные кровеносные сосуды, или капилляры, в мышечной ткани, отличается от механизма, предложенного в предыдущих исследованиях.
«Определение того, как инсулин покидает капилляр, — объясняет старший автор исследования Дэвид Вассерман, профессор молекулярной физиологии и биофизики, — необходимо для понимания и лечения инсулиновой резистентности».
Инсулиновая резистентность может привести к сахарному диабету 2-го типа
Инсулиновая резистентность развивается, когда клетки, входящие в состав тканей печени, жира и мышц, не реагируют эффективно на инсулин — гормон, который помогает им преобразовывать глюкозу в энергию. Поджелудочная железа компенсируется повышенным содержанием инсулина для поддержания уровня глюкозы на должном уровне.
Но со временем клетки поджелудочной железы не успевают, уровень глюкозы повышается, развивается сахарный диабет и диабет второго типа. Большинство людей, страдающих диабетом, страдают диабетом 2-го типа.
Более 30 миллионов взрослых людей в Соединенных Штатах страдают диабетом, в том числе более 7 миллионов недиагностированных. Еще 84 миллиона страдают сахарным диабетом.
Неясно, что именно вызывает резистентность к инсулину, но ученые полагают, что физическая неактивность и избыточный вес являются основными причинами этого.
Понимание движений инсулина
Профессор Вассерман и его коллеги отмечают, что «способность инсулина стимулировать поглощение глюкозы» в мышечных клетках «зависит от скорости проникновения инсулина через эндотелий», который представляет собой тонкий слой ткани, выравнивающей кровеносные сосуды и контролирующей движение веществ в кровоток и обратно.
Они также отмечают, что существуют доказательства того, что нарушение доставки инсулина в мышечные клетки является характерной чертой «инсулиновой резистентности, вызванной питанием».
Таким образом, характеристика механизма, контролирующего движение инсулина через эндотелий, «имеет решающее значение для понимания развития резистентности к инсулину», — утверждают они, поскольку они изложили цель своего исследования.
Инсулин перемещается через «транспорт флюид-фазы».
Некоторые исследования показывают, что механизм переноса инсулина является «насыщенным» — т.е. с увеличением уровня инсулина он снижается и зависит от наличия рецепторов инсулина на клетках эндотелия.
«Напротив, — отмечают авторы исследования, — их результаты убедительно демонстрируют, — что инсулиновое движение через эндотелий является бессодержательным и не требует рецептора инсулина».
С помощью методики, разработанной для отслеживания, моделирования и отображения движения инсулина при выходе из капилляров у живых мышей, они пришли к выводу, что механизм работает по принципу «флюидно-фазового транспорта».
Этот вид транспорта «может быть осуществлен либо конвективным движением инсулина» через стыки между клетками эндотелия, либо «неспецифическим везикулярным процессом, либо их комбинацией», объясняют они.
Полученные результаты могут привести к появлению новых методов лечения.
Ученые полагают, что одной из основных причин отличия их от результатов предыдущих исследований является возможность прямого измерения перемещения инсулина через эндотелий у живых животных, в отличие от использования «культивированных монослоев» эндотелиальных клеток.
Улучшение понимания на клеточном и молекулярном уровне того, как инсулин выходит из капилляров, может привести к появлению новых способов обращения вспять инсулиновой устойчивости, включая препараты на основе малых молекул, стимулирующих доставку инсулина, и новые синтетические версии инсулина, более эффективно достигающие мышечных клеток.
Профессор Вассерман считает, что флуоресцентная трассировка и микроскопическая техника, разработанные для живых животных, могут также использоваться для изучения того, как лекарства и другие гормоны выходят из кровотока и попадают в ткани-мишени.
» Стена капилляра мышц является грозным барьером для воздействия инсулина на мышцы. Это ограничивающий темп действия мышечного инсулина и потенциальное место регуляции».
