Система циркадных часов позволяет организмам предвидеть периодические изменения геофизического времени и приспосабливаться к ним. Почти все клетки содержат молекулярные часы, которые регулируют и синхронизируют метаболические функции с 24-часовым циклом смены дня и ночи.
Сегодня все больше данных показывают, что нарушения во внутренних часах, вызванные частыми изменениями часовых поясов, нерегулярными графиками работы и старением, оказывают значительное влияние на развитие метаболических заболеваний у людей, включая диабет 2 типа.
Такие нарушения, кажется, мешают нормальному функционированию клеток. в островке поджелудочной железы, который секретирует инсулин и глюкагон, гормоны, которые регулируют уровень сахара в крови. Сравнивая клетки поджелудочной железы людей с диабетом 2 типа с донорами здоровых людей, исследователи из Женевского университета (UNIGE) и Университетских больниц Женевы (HUG), Швейцария, смогли впервые продемонстрировать, что островковые клетки поджелудочной железы, полученные от людей с диабетом 2 типа, несут скомпрометированные циркадные осцилляторы.
Разрушение циркадных часов сопровождалось нарушением секреции гормонов. Более того, используя молекулу часового модулятора, получившую название Nobiletin, извлеченную из кожуры лимона, исследователям удалось «восстановить» нарушенные клеточные часы и частично восстановить функцию островковых клеток. Эти результаты, опубликованные в Труды Национальной академии наук, дают первое представление об инновационном подходе к лечению диабета.
Два года назад команда под руководством Чарны Дибнер, главного исследователя медицинского факультета UNIGE, уже показала, что у грызунов нарушение клеточных часов поджелудочной железы приводит к нарушению секреции инсулина и глюкагона, что способствует возникновению диабета. Но какова ситуация с людьми?
Владимир Петренко, исследователь в лаборатории доктора Дибнера и первый автор этих публикаций, говорит: “Ранее мы также наблюдали, что, если часы клеток поджелудочной железы человека были искусственно нарушены в клеточной культуре, секреция ключевых островковых гормонов – инсулин и глюкагон – был скомпрометирован. Следовательно, наш следующий шаг, о котором мы здесь сообщаем, заключался в том, чтобы выяснить, были ли нарушены циркадные ритмы в островках поджелудочной железы человека при диабете 2 типа, и, если это так, как это нарушение повлияет на функцию островков”.
Используя комбинированную биолюминесцентную флуоресцентную покадровую микроскопию, технологию, которая позволяет очень точно отслеживать активность молекулярных часов в живых клетках с течением времени, ученые сравнили поведение клеток поджелудочной железы у пациентов с диабетом 2 типа и у здоровых людей в течение дня. “Приговор бесспорен”, – говорит Чарна Дибнер. “Биологические ритмы островковых клеток при диабете 2 типа проявляют, как сниженные амплитуды циркадных колебаний, так и плохую синхронизирующую способность. В результате секреция гормонов больше не координируется. Более того, дефекты временной координации секреции инсулина и глюкагона, наблюдаемые у пациентов с диабетом 2 типа, были сопоставимы с теми, которые измерены в здоровых островковых клетках с искусственно нарушенными циркадными часами“.
Шаг второй в своем исследовании: женевские ученые использовали Nobiletin, небольшую молекулу модулятора часов и натуральный ингредиент кожуры лимона, для ресинхронизации часов. «Действуя на один из компонентов тактовой частоты ядра, он эффективно сбрасывает амплитуду колебаний в островках человека», – говорит Владимир Петренко. «И как только мы синхронизировали часы, мы также наблюдали улучшение секреции инсулина».
«Это первое доказательство принципа , что восстановление скомпрометированных циркадных часов может помочь улучшить функцию поджелудочной железы островковых секреции гормона», – рассказывают ученые. «Мы продолжим изучение этого механизма восстановления, сначала на животных моделях.
В нашем обществе наблюдается эпидемический рост метаболических заболеваний, сопутствующий смене режимов работы и приема пищи, а также недостатку сна. Повторной синхронизацией возмущенных молекулярных часов мы надеемся, что либо с помощью персонализированных графиков приема пищи и упражнений, либо с помощью часовых модуляторов мы сможем в конечном итоге найти инновационное решение проблемы эпидемического метаболизма, затрагивающей постоянно растущую долю населения мира».
med-heal.ru