По мнению исследователей из Уорикского университета, механизм в клетках, выстилающих наши кровеносные сосуды, который помогает им перерабатывать глюкозу, становится неконтролируемым при диабете и может быть связан с образованием тромбов и воспалением.
Об этом сообщается в новом исследовании, опубликованном в Scientific Reports под руководством д-ра. Наиля Раббани из Медицинской школы Уорика, результаты дальнейших исследований могут помочь определить новые способы предотвращения повреждения органов в результате осложнений при диабете.
В исследовании изучается влияние нормальных и высоких концентраций сахара глюкозы на эндотелиальные клетки человека, которые образуют выстилку наших кровеносных сосудов. Увеличивая концентрацию глюкозы в культуральной среде, исследователи смоделировали влияние гипергликемии на этот тип клеток.
Гипергликемия – это состояние, при котором у человека наблюдается аномально высокий уровень глюкозы в крови, и обычно оно вызвано диабетом.
Исследователи подтвердили, что метаболизм глюкозы в эндотелиальных клетках увеличивается при высоких концентрациях глюкозы. Они впервые показали, что это происходит потому, что фермент, который метаболизирует глюкозу в этих клетках, называемый гексокиназой-2 (HK2), разлагается медленнее при высокой концентрации глюкозы и, таким образом, метаболизирует больше глюкозы, чем обычно. Повышенный метаболизм глюкозы является движущей силой метаболической дисфункции эндотелиальных клеток при модельной гипергликемии.
Они смогли скорректировать этот эффект с помощью новой пищевой добавки, ранее разработанной исследовательской группой, которая называется индуктором глиоксалазы 1 или индуктором Glo1.
Они также обнаружили, что эффект HK2 был основным механизмом, увеличивающим образование реактивного вещества, полученного из глюкозы, под названием метилглиоксаль (MG), который, как известно, увеличивается при диабете и связан с повреждением клеток крови, почек, сетчатки и нервов в руках и ногах в диабет – так называемое сосудистое осложнение диабета.
MG связывает и модифицирует белки, вызывая их неправильную укладку. В этом исследовании исследователи идентифицировали 222 белка, восприимчивые к модификации MG, и это активирует систему наблюдения за качеством белка, называемую ответом развернутого белка, которая удаляет поврежденные белки. Когда реакция развернутого белка перегружена высоким уровнем неправильно свернутого белкового субстрата, это вызывает воспалительную реакцию и повышается риск образования тромба. Эти процессы способствуют повреждению кровеносных сосудов, участвующих в развитии сосудистых осложнений диабета.
Доктор. Наиля Раббани из Медицинской школы Уорика сказала: "Механизмы чувствительности органов к повреждению высокими концентрациями глюкозы при диабете все еще плохо изучены, и необходимо срочное улучшение лечения диабетических осложнений. Наше исследование представляет собой шаг вперед в понимании этих механизмов.
"Наше исследование выявило вероятный ключевой шаг, повышение HK2, в инициировании развития повреждения кровеносных сосудов при гипергликемии, связанного с сосудистыми осложнениями диабета, такими как заболевание почек, повреждение сетчатки глаз и нервов в руках и ногах. и повышенный риск сердечных заболеваний – основной причины преждевременной смерти при диабете. Важно отметить, что мы показали, как новый тип лечения, индуктор Glo1, может исправить это и заслуживает рассмотрения в поисках улучшенных методов лечения диабетических осложнений."
Исследование проводилось в сотрудничестве с профессором Полом Торналли, ныне директором Исследовательского центра диабета Катарского института биомедицинских исследований (QBRI) Университета Хамада бин Халифа (HBKU) в Катаре. В настоящее время исследовательская группа работает над подтверждением и развитием этого исследования, чтобы получить дополнительные доказательства важности HK2 и MG в клеточной дисфункции и повреждении органов при диабете, а также преимущества лечения с помощью индуктора Glo1 при диабете и диабетических осложнениях.