В разное время дня и ночи чувствительность к инсулину колеблется, и исследователям из Женевского университета (UNIGE) удалось расшифровать лежащие за этим молекулярные механизмы. Все дело оказалось в синхронизации биологических ритмов, которые управляются гипоталамусом – «центром контроля» вегетативных функций организма. Подробнее об этом можно узнать в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.
Сигналы с сетчатки поступают в супрахиазматическое ядро гипоталамуса (SCN), которое, как оказалось, взаимодействует с вентромедиальным ядром, которое контролирует как тонус мышц, так и их взаимодействие с инсулином. Credit: Roberto Coppari et al. / Cell Reports 2019
Баланс секреции гормонов необходим, чтобы каждая ткань, где находятся мишени для этого гормона, работали эффективно. Поэтому в качестве регулятора имеется два механизма – образ питания, а также смена дня и ночи. В сетчатке даже есть специальные нервные клетки, которые передают информацию об освещенности в мозг, а тот, в свою очередь, регулирует циркадные ритмы и выработку гормонов на периферии. И такой центр регуляции в мозге – это гипоталамус.
Исследователи по предыдущим работам уже знали, что специфическая зона в нем – вентромедиальное ядро гипоталамуса (VMH) контролирует тонус мышц (точнее – тонус симпатической системы, которая имеет влияние и на скелетную мускулатуру). А конкретно нейроны SF1 в этом ядре отвечают за чувствительность мышц к инсулину. Поэтому учены ершили проверить, как этот процесс будет «отвечать» на 24-часовой цикл в норме, а затем при некоторых удаленных «часовых» генах.
Для начала нейробиологи получили спектр реакций разных тканей на инсулин. Они исследовали икроножные и подошвенные мышцы ног, а также жировую ткань и печень. В период физиологического отдыха реакция хоть и несколько различалась, но везде оказалась минимальной. Однако, когда в нейронах SF1 они удалили ген SIRT1 (один из генов циркадных ритмов), то зафиксировали у животных инсулинорезистентность. Оказалось, что это нарушило влияние инсулина на икроножную мышцу, но другие ткани при этом не пострадали.
«С одной стороны, разные нейроны выполняют передачу входных данных цикла свет/темнота к разным органам, но с другой стороны, нарушения лишь одного из этих регуляторных путей достаточно, чтобы увеличить риск развития диабета у каждого отдельно взятого организма», — комментирует Роберто Коппари (Roberto Coppari), профессор Диабетического центра медицинского факультета UNIGE.
Интересно, что достаточно небольших колебаний циркадных ритмов, чтобы нарушить стабильность механизма ответа тканей на инсулин. Исследователи добавляли по одному светлому часу в темное время, либо не давали свет в течение двух дней, и даже эти действия приводили к серьезному отрицательному эффекту. Этим может объясняться склонность людей, вынужденных работать посменно, к метаболическим заболеваниям.
Исследователи считают, что полученная ими новая информация должна привести к тому, чтобы врачи пересмотрели время введения инсулина людям с сахарным диабетом, поскольку это может стать важным аспектом в лечении.
Текст: Анна Хоружая
Light Entrains Diurnal Changes in Insulin Sensitivity of Skeletal Muscle via Ventromedial Hypothalamic Neurons byEbru Aras, Giorgio Ramadori, Kenichiro Kinouchi, Yu Liu, Rafael M. Ioris, Xavier Brenachot, Sanda Ljubicic, Christelle Veyrat-Durebex, Silvia Mannucci, Mirco Galié, Pierre Baldi, Paolo Sassone-Corsi, Roberto Coppari in Cell Reports. Published online May 2019; 27 (8): 2385
DOI: 10.1016/j.celrep.2019.04.093
Credit: Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute Перед вами — два типа нейронов гипоталамуса (показаны фиолетовым и голубым). Однако это не просто нейроны, это клетки,…
Сибирские ученые исследовали влияние окситоцина на крыс и обнаружили, что он может как успокаивать животных, так и провоцировать агрессивное поведение, что соответствует действию этого нейропептида…
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications и представляющее полногеномный анализ большого количества пациентов, расширило список известных локусов, которые вовлечены в циркадные ритмы с 24 до…
Во время приема пищи выработка дофамина в головном мозге запускается дважды: один раз непосредственно во время еды, а второй раз – когда наступило насыщение. Попытка…
Команда ученых из университета Копенгагена подтвердила предположение, что за вечернее повышение беспокойства у пожилых людей ответственны циркадные ритмы. Помимо этого, они нашли способ, как отредактировать…
Ученые выяснили, что запах фастфуда, если чувствовать его больше двух минут, снижает желание съесть нездоровую еду. Ради этого исследователи провели эксперимент, качественно регистрирующий реакцию голодных…
Перед вами — точный ответ на вопрос, на который с уверенностью не могли ответить многие поколения анестезиологов на протяжении 170 лет. Здесь мы видим, как действует…