Молекулы инсулина (синего цвета) связываются с клеточными рецепторами (зеленого цвета), запуская молекулярный каскад, способствующий транспорту глюкозы из кровотока в клетку
Сахарный диабет – одно из самых распространенных заболеваний в мире. При этом недуге в крови стойко повышена концентрация глюкозы. Регуляция метаболизма глюкозы в организме происходит на нескольких уровнях, включая самый высший – гипоталамус, который является центром вегетативной нервной системы и регулирует множество «неосознанных» процессов, в том числе выброс гормонов. Но как показали недавние исследования, результаты которых были опубликованы в престижном Science Translational Medicine, помимо гипоталамуса в регуляции метаболизма глюкозы участвует другая структура головного мозга, в которой вырабатывается «гормон счастья» дофамин
Как известно, сахарный диабет может развиваться по двум причинам. Диабет 1-го типа – это аутоиммунное заболевание, при котором разрушаются бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие гормон инсулин, регулирующий уровень глюкозы в крови. Но наиболее распространенным является диабет 2-го типа, когда клетки и ткани просто теряют чувствительность к инсулину. Этой болезни часто предшествует (и сопутствует) так называемый метаболический синдром, характеризующийся избыточным весом тела, артериальной гипертонией и нарушением обмена углеводов. Механизмы развития метаболического синдрома точно неизвестны, но большинство врачей рекомендуют таким пациентам в первую очередь понизить вес.
Существует гипотеза о возможной связи между ожирением, чувствительностью к инсулину и выработкой нейромедиатора дофамина, который относят к группе так называемых «гормонов счастья». Нейроны, вырабатывающие дофамин, находятся в прилежащем ядре, расположенном в полосатом теле головного мозга, которое входит в «центр удовольствий» и связано с работой системы вознаграждения и подкрепления. Недостаток дофамина, предположительно, может приводить к перееданию за счет недостаточного «вознаграждения». Но может ли дофамин влиять на обмен глюкозы напрямую, независимо от своей роли в развитии ожирения?
Группа голландских и американских ученых провела эксперимент на больных обсессивно-компульсивным расстройством (неврозом навязчивых состояний), которых лечили с помощью глубокой стимуляции мозга. При этой методике пораженные участки мозга стимулируются электрическими импульсами через имплантированные электроды. Такой способ, в частности, используется при лечении болезни Паркинсона. В результате в прилежащем ядре усиливается высвобождение дофамина, благодаря чему состояние пациентов улучшается. И экспериментаторы хотели выяснить, как такой выход дофамина будет влиять на обмен глюкозы в организме.
Оказалось, что во время работы устройства для глубокой стимуляции у всех этих пациентов чувствительность тканей к инсулину повышалась. Более того, один из больных, который одновременно страдал диабетом 2-го типа и ожирением, после лечения смог уменьшить дозу инсулина, которую прописывают при этом типе диабета. Правда, вес при этом пациент не сбросил. Кроме того, он одновременно перестал принимать нейролептик, побочным эффектом которого служит повышенный риск развития диабета. Но в любом случае анализы показали, что чувствительность его тканей к инсулину действительно стала выше.
В другом эксперименте – уже на здоровых добровольцах, исследователи смоделировали ситуацию общего истощения дофамина в организме с помощью фармакологического ингибирования фермента тирозингидроксилазы, участвующего в его синтезе. Уровень дофамина в прилежащем ядре головного мозга при этом также понизился. Результатом эксперимента стало значительное снижение чувствительности тканей к инсулину у участников эксперимента.
Ученые на этом не остановились и с помощью метода оптогенетики активировали дофаминовые нейроны в мозге генно-инженерных лабораторных мышей, что привело к повышению инсулиновой чувствительности тканей у этих животных.
Экспериментаторы признают, что их работа имела ряд недостатков, в том числе малочисленность и неоднородность выборки, поэтому требуются дополнительные исследования. Однако уже полученные данные говорят о том, что дофамин действительно участвует в регуляции обмена глюкозы. Вероятно, из прилежащего ядра головного мозга нервные сигналы, опосредованные дофамином, поступают в гипоталамус, который осуществляет уже непосредственный контроль над обменными процессами. И хотя пока непонятно, насколько обнаруженный феномен актуален для практической медицины, не исключено, что со временем его удастся использовать для помощи реальным пациентам.
Фото: https://vimeo.com
©
