Изследователите са открили как диабетът, като стимулира възпалението и забавя притока на кръв, драстично ускорява атеросклерозата, според изследване, публикувано в изданието на списание Circulation Research от 14 март.

кръвоносните съдове

Веднъж специалистите вярвали, че атеросклерозата или втвърдяването на артериите се развива, когато твърде много холестерол запуши артериите с мастни натрупвания, наречени плаки. Когато кръвоносните съдове се блокираха напълно, настъпиха инфаркти и инсулти. Днес повечето са съгласни, че реакцията на имунната система на организма към натрупване на мазнини, повече от самото натрупване, създава риск от инфаркт. Имунните клетки, пътуващи с кръвта, грешат мастните натрупвания за натрапници, подобни на бактерии, настаняват се в тях и атакуват. Това причинява възпаление, което прави плаките по-склонни да се подуят, да се разкъсат и да прекъснат притока на кръв.

Влошаването на нещата е, че почти 21 милиона американци имат диабет, заболяване, при което клетките на пациентите не могат ефективно да приемат диетична захар, което води до натрупването му в кръвта. Отчасти защото диабетът увеличава свързаното с атеросклерозата възпаление, пациентите с диабет са два пъти по-склонни да получат инфаркт или инсулт.

Миналата работа показа, че високата кръвна захар има два ефекта върху клетките, покриващи кръвоносните съдове като част от атерослерозата. Първо, увеличава производството на свободни радикали, силно реактивни молекули, които се разкъсват от чувствителни клетъчни компоненти като ДНК, причинявайки преждевременна клетъчна смърт (апоптоза). Този процес също така намалява наличността на азотен оксид (NO), който иначе би позволил на кръвоносните съдове да се отпуснат и кръвният поток да се увеличи.

За разлика от диабета, упражненията и добрата диета водят до по-бърз приток на кръв през кръвоносните съдове. Неотдавнашни проучвания показват, че силата, създадена от бърз, стабилен кръвен поток, докато се влачи по стените на кръвоносните съдове, защитава артериите от атеросклероза. Наскоро физическата сила се появи като ключов играч в телесните функции, способен да започне биохимични процеси (напр. Вдигане на тежести удебелява костта).

„Възпалението в кръвоносните съдове е един от основните двигатели на атеросклерозата, а диабетът го влошава много повече“, казва д-р Джун-Ичи Абе, доктор по медицина, доцент в Центъра за сърдечно-съдови изследвания на Aab в Медицинския център на Университета в Рочестър, и автор на изследване. "Нашето проучване твърди, че пътят около ключов сигнализиращ ензим едновременно защитава сърцето в нормални случаи и е саботиран от химикалите, произведени при диабет. Ние вярваме, че сме открили нова терапевтична цел за лечение на увреждане на кръвоносните съдове, свързано с диабета . "

Как го прави диабетът

При хора без диабет, бързият кръвен поток задейства ензим, наречен извънклетъчна сигнално-регулирана киназа 5 (ERK-5). ERK5 от своя страна сигнализира за ендотелната азотна оксидна синтаза (eNOS), за да произведе повече азотен оксид и да разшири кръвоносните съдове. Той също така активира подобен на Kruppel фактор 2 (KLF2) и активиран от пероксизома пролифератор рецептор-g (PPARg), като и двете блокират способността на провъзпалителните имунни клетки да се настанят и да се придържат към болните части на кръвоносните съдове.

Предишни проучвания показват, че диабетът влошава атеросклерозата, но точната му връзка със свързаното възпаление остава неясна. Настоящите резултати предоставят първото механистично описание на това как диабетът отнема способността на силата на бързия кръвен поток да защитава кръвоносните съдове, аргументирайки се, че го прави, като се намесва в ERK5 и неговите сигнални партньори.

Екипът на Abe показа, че молекулите, наречени напреднали продукти за гликиране (AGEs), произведени в по-големи нива от пациенти с диабет, пречат на ERK5 кардиопротекцията. Реакциите на гликация предизвикват отделянето на окисляващи странични продукти като водороден прекис (H202), които стимулират производството на свободни радикали, възпалението и увреждането на клетките при много заболявания.

Изследователите установиха, че AGEs и H202 саботират ERK5, като насърчават прикрепването към него на малък модификатор, свързан с убиквитин (SUMO), протеинов маркер, използван от клетките за фина настройка на контрола им върху протеините. При нормална функция клетката може да удължи живота на протеина или да го изпрати от една част на клетката в друга, като прикрепи SUMO етикет. В настоящото проучване изследователите установиха, че AGEs и H202 индуцират ERK5-SUMOylation като част от заболяването. В допълнение, екипът установи, че ERK5-SUMOylation е увеличен в аортите на мишки с диабет.

Заедно с Абе, Чанг-Хун У, Тецуро Шишидо и Каролин Макклейн допринесоха за работата в рамките на Центъра за сърдечно-съдови изследвания на Aab. Jae Hyang Lim и Jian-Dong Li от катедрата по микробиология и имунология в Медицинския център допринесоха с експертиза, заедно с Jay Yang, професор по анестезиология в Колумбийския университет. Тази работа е подкрепена от безвъзмездни средства от Американската асоциация за сърдечни заболявания и Националните здравни институти.

"Нашите експерименти установиха, че отнемането на" SUMO тагове "от ERK предпазва кръвоносните съдове от диабет", каза Абе. "Ние вярваме, че SUMOylation на ERK изключва" добрите "гени, които са важни за противодействието на атеросклерозата. В следващата фаза ще търсим кандидати за наркотици, които могат да включат ERK5, докато диабетът се опитва да го изключи."