Американские исследователи установили, что накопление определенного белка в мышечной ткани может способствовать развитию сахарного диабета второго типа. Речь идет о белке Миро1, который находится на внешней оболочке митохондрий и влияет на способность клеток реагировать на инсулин. Полученные результаты могут стать основой для разработки новых методов лечения заболевания. Об этом сообщает Университет Оклахомы со ссылкой на исследование специалистов Биомедицинского центра имени Пеннингтона.
Ученые установили связь между белком и развитием диабета
Группа американских молекулярных биологов выяснила, что увеличение количества белка Миро1 в мышечных клетках связано с формированием инсулинорезистентности.
Это состояние характеризуется снижением чувствительности тканей к инсулину, вследствие чего организм хуже усваивает глюкозу из крови.
Руководитель научной группы Джон Кирван объяснил, что нарушение реакции мышц на инсулин является одним из важнейших механизмов развития диабета второго типа.
К такому выводу специалисты пришли после многолетнего изучения клеточных культур, лабораторных животных и биологических образцов пациентов с диагностированным заболеванием.
Исследователи обнаружили, что по мере ухудшения восприимчивости мышечной ткани к инсулину на внешних мембранах митохондрий увеличивается количество белка Миро1.
Митохондрии представляют собой внутриклеточные структуры, обеспечивающие выработку энергии. Нарушения их работы могут отрицательно влиять на обмен веществ, в том числе на процессы переработки глюкозы.
Как белок Миро1 влияет на работу мышечных клеток
Ранее ученые уже обращали внимание на изменения митохондрий при развитии сахарного диабета второго типа.
Наблюдения показывали, что у пациентов с этим заболеванием энергетические структуры клеток могут уменьшаться в размерах, изменять свое внутреннее строение и хуже выполнять свои функции.
Чтобы разобраться в причинах подобных нарушений, специалисты исследовали образцы мышечной ткани людей с диабетом и провели серию экспериментов на лабораторных мышах.
В ходе работы выяснилось, что устойчивость клеток к действию инсулина сопровождается накоплением Миро1.
Ученые также установили связь этого процесса с нарушениями работы белков семейства АКТ, участвующих в передаче внутриклеточных сигналов.
В нормальных условиях эти белки взаимодействуют с митохондриями и участвуют в регулировании количества Миро1 на их поверхности.
Однако при нарушении обмена глюкозы соответствующие механизмы начинают работать менее эффективно.
В результате избыток Миро1 сохраняется в мышечных клетках, что может способствовать дальнейшему снижению их чувствительности к инсулину и ухудшению усвоения сахара.
Эксперименты на мышах подтвердили роль белка
Для проверки полученных результатов биологи провели дополнительные исследования с использованием лабораторных животных.
Ученые изменили работу гена, отвечающего за образование белка Миро1, чтобы выяснить, как уменьшение его количества повлияет на обмен веществ.
Эксперименты показали, что прекращение выработки этого белка в мышцах заметно улучшало реакцию клеток на инсулин.
У животных также повышалась способность мышечной ткани усваивать глюкозу и эффективнее использовать ее для получения энергии.
Эти результаты позволили исследователям предположить, что Миро1 непосредственно участвует в механизмах формирования инсулинорезистентности.
Следовательно, воздействие на этот белок потенциально может стать одним из направлений будущей лекарственной терапии диабета второго типа.
Физические упражнения помогают уменьшить количество Миро1
Отдельную часть исследования ученые посвятили влиянию двигательной активности на состояние мышечной ткани.
Специалисты проанализировали, как регулярные физические нагрузки изменяют концентрацию Миро1 у людей с сахарным диабетом второго типа.
В исследовании участвовали 24 пациента, которых разделили на две группы. Одни продолжали получать стандартную медицинскую помощь, другие дополнительно выполняли аэробные упражнения на протяжении 12 недель.
Полученные данные показали, что физическая активность способствовала уменьшению содержания Миро1 в мышцах.
Одновременно у участников, выполнявших упражнения, улучшались показатели чувствительности тканей к инсулину и работы митохондрий.
По словам Джона Кирвана, эти результаты помогают объяснить, почему регулярная двигательная активность положительно влияет на обмен глюкозы при диабете второго типа.
Исследователи установили, что физические нагрузки способны воздействовать на один из клеточных механизмов, связанных с развитием заболевания.
Открытие может помочь в создании новых лекарств от диабета
Авторы исследования считают, что полученные сведения открывают дополнительные возможности для поиска способов борьбы с инсулинорезистентностью.
В частности, дальнейшая работа может быть направлена на создание препаратов, регулирующих количество Миро1 в мышечных клетках.
Предполагается, что воздействие на этот механизм позволит улучшить реакцию тканей на инсулин и повысить эффективность усвоения глюкозы.
Однако ученые подчеркивают, что для практического применения открытия необходимы дополнительные исследования.
Пока положительные результаты непосредственного снижения количества Миро1 получены в клеточных опытах и экспериментах на животных. У людей подтверждено уменьшение содержания белка после физических упражнений.
Таким образом, исследование выявило новый молекулярный механизм, участвующий в развитии диабета второго типа. Полученные данные могут помочь ученым разработать дополнительные подходы к лечению заболевания, направленные на восстановление чувствительности мышечных клеток к инсулину.