Обнаружен ключевой регулятор уровня глюкозы в крови

9 сентября, 2005

Обнаружен ключевой регулятор уровня глюкозы в крови

9 сентября, 2005

Ла-Холья, Калифорния. У многих пациентов с диабетом 2 типа печень работает как сахарный завод, производя глюкозу в течение дня, даже когда уровень сахара в крови высок. Ученые из Института биологических исследований Солка обнаружили ключевой клеточный переключатель, который контролирует выработку глюкозы в клетках печени.

Этот переключатель может стать потенциальной новой мишенью для разработки высокоспецифичных лекарств от диабета, которые сигнализируют печени о снижении выработки сахара. Исследователи Солка под руководством Марк Монмини, профессор лаборатории биологии пептидов Фонда Клейтона, опубликовали свои выводы в онлайн-выпуске журнала Nature от 7 сентября.

«Очень интересно понять, как регулируется производство глюкозы в печени. Теперь мы можем попытаться улучшить то, как диабетики 2 типа справляются с уровнем сахара в крови», — говорит Монтмини.

Недавно обнаруженный переключатель, белок TORC2, включает экспрессию генов, необходимых для производства глюкозы в клетках печени.

Описывая роль глюкозы в здоровье и болезнях, Монтмини сравнивает человеческое тело с гибридным автомобилем, который работает на смешанном топливе в зависимости от его статуса активности: газ или глюкоза используется для высокоэнергетической деятельности, а заряд батареи или тела жир, для низкоэнергетической деятельности. В течение дня, когда пища заправляет «бензобак», организм сжигает в основном глюкозу, а во время сна — в первую очередь жир.

Организм переключается с глюкозы на сжигание жира главным образом в ответ на два ключевых гормона — инсулин и глюкагон, которые вырабатываются поджелудочной железой. Во время кормления поджелудочная железа выделяет инсулин, который способствует сжиганию глюкозы. Однако ночью поджелудочная железа выделяет в кровь глюкагон, который сигнализирует организму о том, что нужно запустить сжигатель жира.

Но даже во время сна наш мозг нуждается в постоянном поступлении глюкозы, чтобы нормально функционировать. По этой причине наше тело фактически производит глюкозу во время сна или когда мы голодаем. Этот процесс, называемый глюконеогенезом, осуществляется главным образом в печени.

Инсулин обычно отключает способность печени производить глюкозу. Однако у людей с диабетом II типа инсулин не может ингибировать выработку сахара в печени «либо потому, что поджелудочная железа не производит достаточного количества инсулина, либо потому, что сигнал инсулина нельзя «услышать», — говорит Монмини. Когда печень не может услышать сигнал инсулина, в кровотоке накапливается избыток глюкозы.

В дополнение к так называемым препаратам, повышающим чувствительность к инсулину, которые позволяют инсулину работать лучше, исследователи ищут альтернативные способы прекращения выработки глюкозы в печени диабетиков. «Выяснение того, как контролировать выработку глюкозы в печени, имеет решающее значение, потому что многие осложнения диабета, такие как болезни сердца, почечная недостаточность и слепота, можно уменьшить, поддерживая очень жесткий контроль над уровнем сахара в крови», — говорит он.

Когда уровень глюкозы снижается во время голодания, поджелудочная железа вырабатывает гормон глюкагон и дает указание печени вырабатывать глюкозу. Это увеличение глюкагона включает переключатель TORC2 и позволяет печени производить больше глюкозы. Мыши, которые были генетически модифицированы для производства большего или меньшего количества TORC2, производили большее или меньшее количество глюкозы в зависимости от количества доступного TORC2 (преобразователя регулируемой активности CREB).

Большую часть времени TORC2 находится в клеточном компартменте, окружающем ядро, где расположены все гены. Когда поступает сигнал глюкагона, переключатель TORC2 пересекает ядерную мембрану, объединяется с активатором транскрипции CREB и включает все гены, необходимые для глюконеогенеза. «Нахождение в другой части клетки — вот что удерживает переключатель TORC2 в выключенном состоянии», — объясняет Монтмини.

Исследователи также обнаружили, что химическая модификация самого TORC2 изолирует белок в цитоплазме, вязком веществе внутри клетки, которое окружает ядро. «Поскольку теперь мы знаем молекулярный механизм инактивации TORC2, мы можем начать искать небольшие молекулы, которые делают то же самое», — говорит Монмини.

Институт биологических исследований Солка в Ла-Хойе, Калифорния, является независимой некоммерческой организацией, занимающейся фундаментальными открытиями в области наук о жизни, улучшением здоровья человека и подготовкой будущих поколений исследователей. Джонас Солк, доктор медицинских наук, чья вакцина против полиомиелита практически уничтожила калечащую болезнь полиомиелит в 1955 году, открыла институт в 1965 году благодаря подарку земли от города Сан-Диего и финансовой поддержке March of Dimes.