Островки поджелудочной железы несут общую ответственность за поддержание нормального уровня глюкозы в крови, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Каролинского института в Швеции и Медицинской школы Миллера Университета Майами. Результаты, опубликованные в научном журнале Cell Metabolism, имеют важное значение для некоторых методов лечения диабета.
Уровень глюкозы в крови строго регулируется в живом организме. Слишком низкие уровни (гипогликемия) или слишком высокие (гипергликемия) представляют серьезную угрозу для здоровья, последнее приводит к диабету. Целевые уровни гликемии различаются у разных видов животных, что означает, что нормальная концентрация глюкозы в крови у мышей может, например, считаться диабетической для человека.
Неизвестно, как именно контролируется гомеостаз глюкозы, но известно, что он затрагивает несколько органов, включая печень, гипоталамус и высвобождающие гормоны островки поджелудочной железы или островки Лангерганса. Однако взаимодействие между этими органами сложное, и каждый из них имеет собственное заданное значение глюкозы.
"Мы хотели проверить, существует ли ведущий орган или механизм, который поддерживает нормальный уровень глюкозы в крови в характерном узком диапазоне у разных видов животных," говорит первый автор Райнер Родригес-Диас, исследователь из Медицинской школы Университета Майами Миллера, U.S., и Каролинский институт, Швеция. "Наша гипотеза заключалась в том, что уставка гликемии является результатом того, что островки поджелудочной железы работают как орган, где выработка гормонов регулируется особенностями и механизмами, присущими ткани островков."
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи трансплантировали островки поджелудочной железы разных видов, включая человека, диабетическим и недиабетическим мышам. Затем они измерили уровень глюкозы в крови и толерантность к глюкозе у мышей-реципиентов.
"Мы обнаружили, что привитые островки передавали гликемические уровни донорных видов. Это указывает на то, что островки поджелудочной железы несут общую ответственность за поддержание нормального уровня глюкозы в крови, что делает их «глюкостатом» в нашем организме," говорит главный исследователь Пер-Улоф Берггрен, профессор Исследовательского центра диабета и эндокринологии им. Рольфа Люфта при отделении молекулярной медицины и хирургии Каролинского института.
Интересным открытием было то, что у людей, в отличие от грызунов, клетки, выделяющие гормон глюкагон в островках поджелудочной железы, имеют решающее значение для регуляции инсулин-продуцирующих клеток и, следовательно, регуляции уровня глюкозы в крови.
"Это означает, что необходимо использовать островки поджелудочной железы человека при исследовании того, как этот сложный микроорганизм регулирует гомеостаз глюкозы в нормальных условиях и почему он не работает при диабете," говорит Алехандро Кайседо, исследователь Медицинской школы Миллера Университета Майами. "Наши результаты имеют значение для трансплантации и регенеративных подходов к лечению диабета, поскольку для восстановления нормального уровня глюкозы в крови может потребоваться нечто большее, чем просто замена только инсулин-продуцирующих клеток."
По словам исследователей, чтобы в будущем вылечить диабет с помощью технологии стволовых клеток, необходимо будет получить все клетки, обнаруженные в островках поджелудочной железы, а затем создать искусственные островки для трансплантации.
"Кроме того, необходимо пересмотреть терапевтические стратегии с использованием антагонистов рецепторов глюкагона в качестве гипогликемических средств, поскольку они напрямую влияют на способность островков поджелудочной железы функционировать как глюкостаты," говорит профессор Берггрен.