Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что дефект в ферменте под названием APT1 нарушает способность выделять инсулин, способствуя развитию диабета 2 типа у людей с избыточным весом или ожирением. На этом изображении поверхности бета-клетки, секретирующей инсулин мыши с диабетом — гранулы, содержащие инсулин, зеленые; гранулы, содержащие белок, на который влияет APT1, красные; а желтые гранулы — это те, которые выделяют избыток инсулина из-за дефекта APT1. Фото: Лаборатория Семенковича
У многих людей с высоким уровнем инсулина наблюдаются нарушения в работе фермента, имеющего решающее значение для переработки жирных кислот.
Риск развития диабета значительно выше у людей с избыточным весом или ожирением, однако точный механизм, лежащий в основе этого, неясен.
Недавнее исследование может пролить свет на то, как избыточный вес способствует развитию диабета, и предложить исследователям цель для предотвращения или отсрочки начала заболевания у лиц из группы риска. Исследование показывает, что у многих людей с высоким уровнем инсулина, что является признаком повышенного риска развития диабета, также наблюдаются нарушения в работе фермента, необходимого для переработки важнейших пищевых жирных кислот.
«От 30 до 40 миллионов человек только в США болеют диабетом 2 типа, и еще от 90 до 100 миллионов имеют факторы риска, которые повышают вероятность развития диабета 2 типа в будущем», — сказал Клей Ф. Семенкович, доктор медицинских наук, директор отделения эндокринологии, метаболизма и липидов. «У многих людей, подверженных риску развития диабета, повышен уровень инсулина, что является признаком инсулинорезистентности и сигналом, означающим, что могут назревать проблемы. Если бы мы могли вмешаться до того, как у них действительно разовьется диабет, мы могли бы предотвратить серьезные проблемы со здоровьем — такие как болезни сердца, хронические заболевания почек, повреждение нервов, потеря зрения и другие проблемы — у большого числа людей».
Когда у человека слишком много жира, это сигнализирует бета-клеткам поджелудочной железы выделять больше инсулина. Когда уровень инсулина повышается и остается высоким, организм может стать резистентным к инсулину, и в конечном итоге бета-клетки, которые выделяют инсулин, могут выйти из строя, что приводит к диабету. Изучая образцы тканей человека, Семенкович, профессора Ирен Э. и Майкл М. Карл; первый автор Гуйфан Донг, доктор философии, старший научный сотрудник; Сяочао Вэй, доктор философии, адъюнкт-профессор медицины; и другие исследователи Вашингтонского университета обнаружили, что перепроизводство инсулина включает процесс, называемый пальмитоилированием. Это процесс, посредством которого клетки присоединяют пальмитат жирной кислоты к белкам.
Тысячи человеческих белков могут быть присоединены к пальмитату, но исследователи обнаружили, что, когда эта жирная кислота не удаляется из белков в бета-клетках, конечным результатом является диабет. Исследуя образцы тканей людей с худобой или избыточным весом, а также с диабетом и без него, исследователи обнаружили, что у людей с диабетом был дефицит фермента, который удаляет пальмитат из бета-клеток.
«Они гиперсекретируют инсулин, потому что этот процесс идет наперекосяк, и они не могут должным образом регулировать высвобождение инсулина из бета-клеток», — объяснил Семенкович. «Регулирование высвобождения инсулина частично контролируется этим процессом пальмитоилирования».
Поскольку нарушение функции APT1 повышало риск развития диабета, исследователи сотрудничали с университетским центром разработки лекарств для скрининга и выявления соединений, которые могут повышать активность фермента APT1. «Мы нашли несколько препаратов-кандидатов, и мы изучаем их», — сказал Семенкович. «Мы думаем, что, увеличивая активность APT1, мы могли бы обратить вспять этот процесс и потенциально предотвратить прогрессирование диабета у людей, подверженных риску».
