Марія дель Кармен Санс Мігель, Мадридський університет Комплутенсе, Ана Перес Гарсія, IMDEA Agua, Ельвіра Альварес Гарсія, Мадридський університет Комплутенсе, Вероніка Хуртадо Карнейро, Мадридський університет Комплютенсе

Коли ми з’їдаємо шматок хліба або просту цукерку і бачимо, що відбувається в нашій крові, виявляється, що за кілька хвилин рівень глюкози (який зазвичай називають «цукром») зріс. Що сталося тим часом? Давайте супроводжуватимемо їжу під час її екскурсії, щоб з’ясувати це.

глюкози

Через кілька хвилин після того, як ми проковтнемо цей шматок хліба, він досягає вже перетравленого тонкого кишечника (через шлунок). Клітини кишечника поглинають містяться в ньому поживні речовини, серед яких є глюкоза. А оскільки ці клітини безпосередньо контактують із системою кровообігу, вони відразу ж потрапляють у кров і пробиваються до печінки. Як наслідок, концентрація глюкози в крові (глікемія) зростає.

Далі можна легко вивести. Кров несе глюкозу до органів, які потребують її як «паливо». Таким чином, вони можуть отримати необхідну енергію (АТФ) для виконання всіх своїх функцій.

Проблема виникає, коли надлишок або дефіцит глюкози в організмі призводить до розвитку патологій. Звідси важливість збереження рівноваги. Це інь і ян глюкози.

Печінка і підшлункова залоза контролюють надходження

Клітини потребують постійного надходження глюкози для виконання своїх життєво важливих функцій. Однак його внесок неперервний, обмежується прийомом їжі. Як це вирішити, щоб забезпечити, щоб клітини постійно отримували цукор, не харчуючись у всі години?

У різних органах (зокрема, печінці, підшлунковій залозі та гіпоталамусі) є клітинні детектори, які контролюють наявність глюкози. Коли він високий (наприклад, відразу після їжі), печінка може зберігати частину у вигляді глікогену для «пізніше», тобто коли глюкози не вистачає. Як це трапляється під час посту між їжею або під час сну. Потім він розщеплюється і знову отримує глюкозу, яка виділяється в кров для використання іншими органами.

На цьому його місія не закінчується. Печінка також перетворює надлишки цукру в тригліцериди (жир) і сприяє їх накопиченню в жировій тканині як запас енергії. У моменти тривалого голодування ці тригліцериди гідролізуються і перетворюються на жирні кислоти, які рухаються туди, де вони необхідні через кров, щоб окислюватися або розкладатися мітохондріями клітин і таким чином виробляти енергію.

Зі свого боку, підшлункова залоза відіграє дуже важливу роль у збалансуванні рівня глюкози (глікемічний гомеостаз, науковим жаргоном). Він займається виявленням надлишку або дефіциту глюкози, і відповідно реагує, виробляючи та виділяючи гормони, які намагаються відновити баланс. Найвідоміший - це інсулін, який виділяється в кров, коли глюкоза в крові підвищується, і надсилає сильний наказ клітинам: "захопіть глюкозу в крові, її занадто багато, і використайте її або запасіть". В результаті цукор в крові падає.

Голод, ситість і ожиріння

Тим часом у мозку гіпоталамус стежить за рівнем глюкози. Цій ділянці мозку відведена важлива місія регулювання споживання їжі шляхом контролю почуття голоду та ситості. Після їжі його повідомлення: «Глюкози багато, тому нам потрібно припинити їсти; Я збираюся активувати сигнал ситості ".

З огляду на все, що ми зазнали, легко зрозуміти, що відбувається, якщо ми з’їдаємо більше їжі (поживних речовин), ніж «спалюємо» (витрати енергії). Баланс незбалансований, ми виводимо наскільки можливо надлишок глюкози з кровообігу і виробляємо жир. Безпосереднім наслідком є ​​те, що ми стаємо зайвою вагою. І, якщо ситуація триватиме, ожиріння.

Іноді баланс може бути неврівноваженим, оскільки деякі з описаних нами кроків порушуються. З іншого боку, якщо рівень глюкози в крові залишається високим навіть у періоди голодування (гіперглікемія), ми поговоримо про існування діабету.

Молекулярні фактори розвитку ожиріння та діабету

Є два ключові моменти на молекулярному рівні для контролю розвитку ожиріння або діабету. З одного боку, датчики, тобто молекулярні пристрої, розташовані в клітинах, які визначають рівень глюкози або енергетичний стан клітини (рівні АТФ) відповідно. Прикладами цього є глюкокіназа (GCK), транспортер глюкози 2 (GLUT2), AMP-активована кіназа (AMPK), PAS-доменна кіназа (PASK) або клітина ссавців-мішень рапаміцину (mTOR). З іншого боку, повинна бути сформована правильна реакція на інсулін, тобто, щоб клітини могли правильно ідентифікувати та реагувати на цей гормон.

Ряд рецепторів клітинних мембран, а також набір внутрішньоклітинних білків (ІЧ, ІРС, ПІ3К, АКТ та ін.) Відповідають за адекватну реакцію на інсулін. Якщо в якийсь момент механізм виходить з ладу, клітини не реагують на інсулін, а надлишок цукру в крові не видаляється. Це те, що відоме як інсулінорезистентність. Наслідком є ​​те, що рівень глюкози в крові залишається високим, а діабет розвивається (діабет 2 типу).

Діабет 2 типу, супутник старості

З плином років клітини старіють, молекулярні механізми реакції на інсулін погіршуються, і вони втрачають свою функціональність, тому часто розвивається резистентність до інсуліну та діабет типу 2. Ось чому це поширена хвороба людей похилого віку.

Його навіть можна наздогнати у людей з ожирінням. У цих випадках відбувається те, що жирова тканина, змушена накопичувати надлишок жиру понад свої можливості, гіпертрофується та змінюється. Як наслідок, реакція на інсулін зменшується. До всього іншого, тканини менш ефективно вловлюють і витрачають глюкозу, що призводить до підвищення рівня цукру в крові (гіперглікемія) і, отже, діабету 2 типу.

Це не тривіально, особливо якщо взяти до уваги, що кожен четвертий похилий вік страждає на діабет типу 2. Крім того, за даними Іспанського товариства геріатрії та геронтології, 40% людей старше 65 років страждають на діабет (2,12 мільйона). Це серйозна проблема зі здоров'ям, враховуючи численні ускладнення, пов'язані з цією хворобою: серцево-судинні проблеми, діабетична ретинопатія, нефропатії, діабетична нейропатія тощо.

Дослідження для освітлення майбутнього

Щороку у дорослого населення Іспанії з’являється близько 386 000 нових випадків діабету. Звідси важливість проведення досліджень, спрямованих як на розуміння його молекулярних механізмів, так і на розробку препаратів, спрямованих на контроль сенсорів глюкози та поживних речовин.

Саме цьому присвячується наша дослідницька група роками в Університеті Комплутенсе. Зокрема, ми вивчаємо датчики та поживні речовини на рівні гіпоталамуса, печінки та жирової тканини, які допомагають боротися із захворюванням, відповідальним за велику смертність та захворюваність у світі.

У сучасні часи було додано нове інфекційне захворювання, яке, коли воно вражає хворих на діабет, збільшує ступінь тяжкості та смертності. Звичайно, ми маємо на увазі COVID-19. Дослідження взаємозв'язку обох захворювань є необхідним і невідкладним.