Білок в підшлунковій залозі захищає її від стресу, викликаного дієтою з високим вмістом жиру

Щоразу, коли ми їмо, рівень глюкози в нашому організмі зростає. Це підштовхує наш механізм підшлункової залози до дії та за допомогою складних фізіологічних механізмів виробляється відповідна кількість інсуліну, контролюється рівень глюкози в крові, і ми залишаємось здоровими. Але коли людина протягом довгого часу неодноразово захоплюється їжею з високим вмістом жиру, її підшлункова залоза постійно надмірно стимулюється, врешті-решт сприяючи її пошкодженню та погіршуючи її функцію. Це збільшує ризик розвитку діабету 2 типу, при якому механізми контролю рівня глюкози стають однобічними.

Сьогодні продукти з високим вмістом жиру стали звичним явищем, а також діабет. Потреба в розробці нових стратегій лікування проти діабету є надзвичайно важливою. Але для пошуку ефективної терапії важливо з’ясувати причинно-наслідкові клітинні механізми в основі. Зараз група дослідників з Японії на чолі з доктором Шоеном Куме з Токійського технологічного інституту (Tokyo Tech) розгадала один ключовий механізм, за допомогою якого регулюється функція підшлункової залози. Їхні висновки опубліковані в журналі Американської діабетичної асоціації Діабет.

Підшлункова залоза містить «бета-клітини», які виділяють надлишок інсуліну у відповідь на надлишок глюкози та жирних кислот у раціоні. Дофамін, або гормон, що забезпечує самопочуття, який, як відомо, викликає почуття задоволення, є тим, що контролює рівень інсуліну, коли виробляється надлишок інсуліну. У підшлунковій залозі білок, який називається VMAT2, переправляє дофамін у мішечки, які називаються «везикулами», щоб захистити його від деградації моноаміноксидазою (МАО). Потім дофамін, що зберігається у везикулах, вивільняється разом з інсуліном у позаклітинний простір бета-клітин, де він зв’язується зі своїм специфічним рецептором на плазматичній мембрані бета-клітин і діє як гальмо для секреції інсуліну. Таким чином, за допомогою модуляції дофаміну VMAT2 також регулює рівень інсуліну в підшлунковій залозі.

Тим часом, деградація дофаміну МАО утворює тип хімічної речовини, яка називається "активними формами кисню", яка при надмірному утворенні пошкоджує бета-клітини.

Але як всі ці точки поєднуються? "Ми хотіли зрозуміти точний механізм, за допомогою якого сигнали VMAT2 та дофаміну регулюють функцію бета-клітин та гомеостаз глюкози", - говорить доктор Куме.

З цією метою доктор Куме та команда створили генетично мутантну модель миші, бета-клітини якої мали б дефіцит білка VMAT2: миша "βVmat2KO". Потім вони провели експерименти, в яких годували цих і мишей дикого типу як звичайною дієтою, так і дієтою з високим вмістом жиру і контролювали подальші зміни в їх структурі та функції бета-клітин протягом наступних тижнів. Відразу після годування миші βVmat2KO, як очікувалося, показали підвищену секрецію інсуліну. Але при тривалому впливі на дієту з високим вмістом жиру вони показали як порушення толерантності до глюкози та інсуліну, так і відмову бета-клітин.

Це спонукало дослідників зробити висновок про таке: дієта з високим вмістом глюкози та жирів спричиняє одночасне збільшення вироблення інсуліну та дофаміну. Але коли VMAT2 відсутній у бета-клітині, дофамін залишається підданим дії МАО і деградується ним. Однак, коли кількість дофаміну зростає, його реакція з МАО швидко виробляє реакційноздатні форми кисню перекис водню. З часом цей постійний окислювальний стрес призводить до втрати та відмови бета-клітин. Таким чином, дієта з високим вмістом жиру прискорює відмову бета-клітин і може спричинити розвиток у мишей βVmat2KO діабету у міру дорослішання.

У цьому випадку VMAT2 захищає бета-клітини від окисного стресу, який дієта з високим вмістом жиру викликає у хворих на діабет.

"Ми були раді виявити, що VMAT2, білок, широко відомий своєю вирішальною роллю у транспортуванні та зберіганні дофаміну в бета-клітинах підшлункової залози, також виконує таку важливу роль у реакції клітини на надмірне харчування, наприклад, дієта з високим вмістом жиру". Доктор Куме каже. "Наші висновки підкреслюють можливість використання VMAT2 як мішені для нових терапевтичних підходів проти діабету".