Клетки печени защитили себя от диабета. Российские ученые выяснили, как это им удалось

ТАСС, 1 ноября. Российские молекулярные биологи выяснили, что клетки печени заметно меньше страдают от последствий развития диабета первого типа благодаря необычным изменениям в работе их митохондрий, "энергетических станций" клеток. Об этом сообщила пресс-служба Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН).

"Можно лишь предполагать, почему столь неожиданный результат проявляется на митохондриях и клетках печени. Этот орган отвечает за детоксикацию ксенобиотиков, нейтрализацию чужеродных веществ. Поэтому важно, чтобы митохондрии ее клеток адаптировались к изменениям метаболизма при диабете", - рассказал один из авторов работы Константин Белосудцев, сотрудник ИТЭБ РАН.

Каждый десятый диабетик страдает от относительно редкой формы этой болезни, которую медики называют диабетом первого типа. Она возникает не из-за нарушений в работе метаболизма, а в результате массовой гибели клеток поджелудочной железы, которые производят инсулин. Они умирают не сами по себе, а из-за того, что их постоянно атакует иммунная система, которая начинает считать их врагами.

По статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год от этой формы диабета умирают около 150 тыс. человек, а общая численность его носителей составляет около 30 млн человек. Пока врачи не изобрели метода, который мог бы предотвратить появление этой болезни. Из-за этого жизнь больных всецело зависит от регулярных инъекций инсулина и лекарств, которые подавляют побочные эффекты.

Дело в том, что постоянно высокий уровень сахара в крови нарушает работу многих ферментов и цепочек генов, что приводит к развитию массы проблем с работой почти всех органов тела. К примеру, даже при правильном лечении диабет часто приводит к появлению проблем с работой сосудов в глазах, почках и в мозге человека. Нередко это вызывает слепоту, тяжелые болезни почек и помутнение сознания.

Многие из этих проблем, как отмечает Белосудцев и его коллеги, связаны с тем, что скопление глюкозы в организме нарушает работу митохондрий, обособленных частей клеток, которые играют роль их энергостанций. Митохондрии преобразуют питательные вещества в клеточную энерговалюту, молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), а также играют важную роль в процессах, которые связаны с запрограммированной гибелью клеток.

Дыры в черном ящике

В большинстве случаев митохондрия, если у нее нет проблем с доступом к питательным веществам, представляет собой своеобразный черный ящик для остальных частей клетки. Их содержимое, за исключением молекул АТФ и отходов жизнедеятельности, никогда не покидает их пределов.

С другой стороны, при развитии диабета или с возрастом энергостанции клетки постепенно становятся более "дырявыми". В них появляются поры, через которые из митохондрий уходят лишние ионы кальция, которые накапливаются внутри них из-за того, что митохондрии хуже справляются со стрессом и появлением агрессивных молекул в своих пределах. Из-за этого со временем органеллы разрушаются и запускается программа самоуничтожения клетки.

Белосудцев и его команда детально изучали то, как возникают подобные изменения в работе митохондрий. Для этого они наблюдали за жизнью нескольких десятков крыс, которых специально заразили диабетом первого типа.

К удивлению ученых оказалось, что клетки печени и их митохондрии ведут себя не так, как показывали наблюдения за другими типами тканей у прочих животных-диабетиков. В отличие от других органов, печень сопротивлялась побочным эффектам от развития диабета заметно лучше, чем ожидали ученые.

Чтобы выяснить, почему это произошло, исследователи проанализировали содержимое клеток печени крыс. Выяснилось, что это было связано с тем, что высокий уровень сахара в организме животных менял принцип работы тех их белков, которые связаны с формированием пор или управляют реакцией на повышения или падения в уровне кальция внутри митохондрий. В результате этого они начали быстрее прокачивать ионы кальция и реже формировать поры, через которые те сбегали из органелл.

Биологи считают, что эту особенность клеток печени и реакций митохондрий на повышение в концентрации глюкозы в крови нужно учитывать при создании лекарств, которые защищают весь организм в целом или отдельные органы от последствий развития диабета. Вполне возможно, что такие же отличия в реакции на развитие диабета есть в работе и других тканей, резюмировали ученые.