В Швейцария над 400 000 души страдат от диабет тип 2, сериозно метаболитно разстройство, което непрекъснато се увеличава. Затлъстяването, като насърчава устойчивостта към действието на инсулина - един от хормоните, които регулират нивата на кръвната захар - е основен рисков фактор. Инсулиновият дисбаланс обаче може да не е единствената причина за появата на диабет. Всъщност изследователите от Университета в Женева (UNIGE) подчертаха друг механизъм: наистина черният дроб изглежда способен да произвежда значително количество глюкоза извън хормонален сигнал. При пациенти с излишни чернодробни мазнини това свръхпроизводство на глюкоза може да доведе до диабет тип 2, независимо от хормоналните вериги. Тези резултати, публикувани от Journal of Biological Chemistry, подчертават ново препрочитане на произхода на диабета при пациенти с наднормено тегло.

чернодробните клетки

Нивата на кръвната захар се регулират главно от два антагонистични хормона: инсулин, който понижава нивото на глюкозата в кръвта, и глюкагон, който го повишава. Черният дроб играе съществена роля в регулирането на нивата на кръвната глюкоза, като произвежда и преразпределя глюкозата под въздействието на тези два хормона. Следователно хората с наднормено тегло са изправени пред две заплахи: от една страна, рискът от развитие на инсулинова резистентност, която е предшественик на диабет тип 2, и от друга страна, натрупване на мазнини в чернодробните клетки, което е известно като „мастен черен дроб“ синдром. Това натрупване на липиди наистина предизвиква промяна в морфологията и структурата на митохондриите, енергийните растения на клетките.

"Тези промени имат ли ефект върху митохондриалната функция? Има ли връзка между митохондриите на чернодробните клетки, затлъстяването и диабета? За да разберем, ние се фокусирахме върху протеин, наречен OPA1, който в своята" дълга "форма, с други думи не деградирала форма, има функцията да поддържа структурата на митохондриите ", обяснява Пиер Махлер, професор в Катедрата по клетъчна физиология и метаболизъм и в Центъра за факултет по диабет на Медицинския факултет на UNIGE, ръководил тази работа.

Няма производство на глюкоза без протеин OPA1

Учените инактивираха функцията OPA1 при мишки, за да могат да анализират точната роля на митохондриите. „Черният дроб на мишки, които нямат дългата форма на OPA1, губи способността си да произвежда захар само за няколко седмици“, казва Лингзи Ли, докторант в лабораторията на професор Махлер и първият автор на изследването. "Митохондриите на чернодробните клетки след това показват променена морфология, потвърждавайки тяхното значение в метаболизма на захарта."

Неочаквано откритие за черния дроб

За да усъвършенстват своя анализ, Pierre Maechler и колегите му въведоха отново функционален OPA1 протеин при мишки, в който той преди това е бил изтрит. "И митохондриите са възвърнали нормалната си морфология, но не и своята активност", казват учените. "И в тази област формата не диктува функция! Не е достатъчно митохондриите да изглеждат нормални, за да функционират правилно."

Най-голямата изненада обаче тепърва предстои. „Наблюдавайки контролите, т.е. здрави мишки, при които OPA1 е въведен в дългата му форма, открихме, че когато са оборудвани с тези„ супер-митохондрии “, те генерират повече глюкоза от необходимото и черният им дроб произвежда захар без хормонално повикване, "въодушевява Пиер Махлер. Следователно това проучване подкопава дългогодишната вяра, че производството на глюкоза от черния дроб задължително зависи от външни стимули.

Това е първият път, когато производството на глюкоза от черния дроб се наблюдава независимо от външен сигнал и особено хормонален. Това откритие може да обясни развитието на диабет тип 2 при пациенти със синдром на "мастния черен дроб", с изключение на видимия инсулинов дисбаланс. За да потвърдят това, изследователите на UNIGE сега обмислят да модифицират морфологията на митохондриите на чернодробните клетки при мишки с наднормено тегло, за да видят дали това свръхпроизводство на глюкоза може да предизвика необичайно високи нива на кръвната захар и следователно диабет