Ученые обнаружили восемь ключевых белков, которые предотвращают диабет у медведей гризли. Такие же белки есть и у человека.
Если человек потребляет десятки тысяч калорий в день, увеличивая свои размеры и вес, а затем месяцами почти не двигается, результаты для здоровья будут катастрофическими. Ученые давно задавались вопросом, почему такое поведение не приводит к диабету у медведей. Теперь у них есть ответы.
Исследователи из Университета штата Вашингтон находят генетические ключи к тому, как эти животные могут контролировать свой инсулин. Их результаты, опубликованные в iScience, могут привести к улучшению лечения диабета у людей.
Инсулин — это гормон, обнаруженный у большинства млекопитающих, который регулирует уровень сахара в крови в организме. Но если в кровь попадает слишком много сахара, со временем клетки перестают реагировать и становятся устойчивыми к инсулину. Это основная причина диабета 2 типа, заболевания, которое может вызвать сердечные приступы, инсульты и слепоту. Однако, в отличие от людей, медведи могут контролировать свою резистентность к инсулину, включая и выключая ее, как выключатель света.
Чтобы выяснить, как это происходит, исследователи взяли образцы крови у шести медведей гризли в возрасте от пяти до 13 лет в Центре медведей WSU, исследовательском центре в Пуллмане, штат Вашингтон. Они также собирают жировую ткань, которую используют для выращивания клеточных культур в лаборатории. «Это позволяет нам тестировать вещи, которые мы не смогли бы сделать на полностью взрослом медведе», — сказал соавтор исследования Блэр Перри, исследователь из университета.
Эксперимент помогает команде понять, как медведи контролируют свой инсулин: восемь ключевых белков, по-видимому, играют уникальную роль в биологии медведя — и они могут работать как независимо, так и вместе, регулируя гормон во время гибернации.
Понимание этих процессов и роли восьми белков может расширить знания ученых о резистентности к инсулину у человека, говорит Перри, поскольку большинство наших генов совпадает с медвежьими.
Времена года медведей
Медведи гризли, обитающие в некоторых частях западной части США, Канады и Аляски, ежегодно проходят три стадии: активность, гиперфагия и спячка. Весной и летом массивные млекопитающие проводят время в поисках пищи, спаривании и заботе о своем потомстве. Затем осенью у животных начинается гиперфагия, когда «почти вся их энергия уходит на то, чтобы съесть как можно больше», — говорит Перри.
За это время медведи потребляют до 20 000 калорий в день и ежедневно набирают до восьми килограммов, готовясь к грядущей зиме.
Когда они впадают в спячку в начале зимы, они полагаются на свои жировые запасы, чтобы поддерживать себя в холодные месяцы. Спящий режим — это «больше, чем просто глубокий сон», — говорит Перри. «Происходит множество физиологических изменений, которые позволяют медведям пережить эти долгие зимы без еды». Их метаболизм и частота сердечных сокращений снижаются, и они становятся резистентными к инсулину.
А вот спячка у медведей не настоящая — у них тоже бывают периоды бодрствования, во время которых они двигаются, но не едят. Когда медведи-исследователи проснулись, команда в течение двух недель кормила их медовой водой — их любимым лакомством, а затем брала образцы крови, которые они сравнивали с образцами, взятыми весной и летом.
В лаборатории они объединили разные образцы крови с клеточными культурами разных типов — например, они смешали культуру клеток из жировой ткани, взятой у спящих медведей, с образцами крови, взятыми у активных медведей. Это позволяет ученым увидеть, какие генетические изменения происходят в клетках.
Из всех испытанных комбинаций сыворотка крови, взятая у медведей, впадающих в спячку, помогла больше всего сузить круг и добраться до тех восьми ключевых белков, которые участвуют в регуляции чувствительности и резистентности к инсулину.
Для Майка Савайи, биолога и специалиста по медведям из Sinopah Wildlife Research Associates, который не участвовал в исследовании, «идентификация этих восьми белков является важным шагом». «Большой вывод из этого «увлекательного исследования» заключается в том, сколько последствий может иметь гибернация для здоровья человека», — продолжает он.
На шаг ближе к профилактике диабета
Хотя резистентность к инсулину и ее последствия хорошо изучены, многое еще предстоит узнать о ее генетике. Перри добавляет, что ежегодное изучение того, как у медведя появляется и исчезает инсулинорезистентность, дает ученым «уникальную возможность» лучше понять этот процесс.
Например, поиск способа манипулирования этими восемью белками у людей потенциально может «избавить людей от резистентности к инсулину», говорит Перри. До таких лекарств или вмешательств еще далеко, «но мы приближаемся», — говорит он.
Савайя соглашается, что это «определенно еще одна часть головоломки», и надеется, что разгадка тайн физиологии медведя может привести к профилактике диабета.
В будущих исследованиях команда надеется выяснить, как именно эти специфические белки отключают резистентность к инсулину у медведей.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен