Исследователи обнаружили новый путь, по которому эндотелиальные клетки управляют метаболизмом организма.
По словам исследователей, клетки кровеносных сосудов являются ключевым регулятором бурого жира и энергетического обмена.
Инсулинорезистентность, важный фактор риска развития диабета, развивается, когда клетки организма не реагируют на инсулин и не могут использовать глюкозу (сахар) в кровотоке. Это состояние было связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний и атеросклероза, который представляет собой накопление жиров в кровеносных артериях, что может ограничивать приток крови к тканям организма. Однако точный механизм взаимодействия инсулина и клеток, выстилающих стенки сосудов, неясен.
Связи между инсулином, жирами и сосудистой системой
Ученые Диабетического центра Джослина описывают серию исследований, направленных на изучение связи между инсулином, жирами и сосудистой системой, в статье, опубликованной в Circulation Research. Группа, возглавляемая доктором Джорджем Кингом, главным научным сотрудником и директором по исследованиям в Джослине, открыла совершенно новый метод, с помощью которого обмен веществ в организме контролируется эндотелиальными клетками, которые выстилают кровеносные сосуды. Результаты бросают вызов научной догме, предполагая, что, вопреки тому, что считалось ранее, сосудистая дисфункция действительно может быть основной причиной нежелательных метаболических изменений, которые могут привести к диабету.
«У людей с диабетом и резистентностью к инсулину всегда считалось, что белый жир и воспаление вызывают дисфункцию кровеносных сосудов, что приводит к распространенности болезней сердца, глаз и почек в этой популяции пациентов», — сказал Кинг, исследователь. Томас Дж. Битсон, младший профессор медицины в области диабета Гарвардской медицинской школы . «Но мы обнаружили, что кровеносные сосуды могут иметь здесь главный контролирующий эффект, а раньше об этом не было известно».
Свойства бурого жира
- Диабет связан с нежелательным уменьшением запасов бурого жира в организме, также известного как бурая жировая ткань, в дополнение к проблемам с кровеносными сосудами.
- Бурый жир, в отличие от белого жира, сжигает энергию, регулирует массу тела и обмен веществ, а также поддерживает температуру тела.
- Кинг и его коллеги обнаружили, что мыши, у которых была сконструирована повышенная чувствительность к инсулину только в кровеносных сосудах, весили меньше, чем контрольные животные, даже при диете с высоким содержанием жиров, в серии тестов с использованием мышиной модели диабета.
- Было обнаружено, что у мышей с повышенной чувствительностью к инсулину больше бурого жира, чем у контрольных животных, а также меньше повреждений кровеносных сосудов.
Дальнейшее исследование группы показало, что инсулин сигнализирует эндотелиальным клеткам в кровеносных сосудах о выработке оксида азота, который, в свою очередь, запускает производство клеток бурого жира. В контексте резистентности к инсулину эндотелиальные клетки производят меньше оксида азота — снижение, как известно, повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний — что приводит к снижению производства бурого жира. Поскольку бурый жир играет неотъемлемую роль в регулировании массы тела и обмена веществ, меньшие запасы бурого жира могут быть фактором риска, а не симптомом диабета.
«Мы обнаружили, что эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, могут оказывать существенное контролирующее влияние на количество бурого жира в организме», — сказал Кинг. «Окись азота поступает из эндотелиальных клеток, чтобы регулировать количество бурого жира, которое вы производите, и это открытие очень интересно, потому что в прошлом мы думали, что диабет вызывает сердечно-сосудистые проблемы, но в этом сценарии эта связь, похоже, обратная».
Результаты исследования подготовили почву для использования бурого жира и набора гормонов и воспалительных белков, которые он контролирует, в качестве биомаркеров или признаков, которые врачи могут проверить на наличие атеросклероза или сердечно-сосудистых заболеваний. В будущем, с будущими исследованиями на животных и клиническими исследованиями, эта новая информация может открыть дверь к совершенно новому методу контроля веса за счет увеличения количества бурой жировой ткани за счет улучшения выработки эндотелиального оксида азота.
«Все взаимосвязано, — сказал Кинг. «Мы считаем, что кровеносные сосуды и эндотелиальные клетки играют важную роль не только в регуляции бурого жира, но и в регуляции метаболизма всего организма. Таким образом, эти эндотелиальные клетки являются ключевым фактором в регулировании веса и развитии диабета, и, как показали другие лаборатории, кровеносные сосуды, по-видимому, также являются основным регулятором функции мозга. Вмешательство на уровне эндотелиальных клеток может оказать серьезное влияние на многие заболевания».
Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения и Исследовательским центром диабета NIDDK. Авторы сообщают об отсутствии раскрытия информации.
Примечание редактора: ранее в статье говорилось «закись азота», хотя следовало бы называть «закись азота». Окись азота — это NO, а закись азота — это N2O.