Rutgerso Roberto Woodo Johnsono medicinos mokykla ir bendradarbiaujančios institucijos nustatė, kad per didelė mityba sukelia atsparumą insulinui ir medžiagų apykaitos sutrikimus dėl padidėjusio simpatinės nervų sistemos (SNS) aktyvumo. Tyrimas rodo, kad SNS aktyvumo mažinimas gali užkirsti kelią atsparumui insulinui, kurį sukelia riebi dieta, o tai rodo naują supratimą apie tai, kaip nutukimas sukelia atsparumą insulinui.
Nutukimas sukelia 2 tipo diabetą ir medžiagų apykaitos ligas, pirmiausia sukeldamas atsparumą insulinui. Sutrikusi ląstelių insulino signalizacija yra labiausiai suprantamas mechanizmas, tačiau tai ne visada lydi sutrikusio insulino veikimo, o tai rodo, kad turi būti įtraukti kiti veiksniai.
SNS vaidmuo nutukimui yra sudėtingas ir šiek tiek prieštaringas. Ankstesni tyrimai pranešė apie padidėjusį ir sumažėjusį SNS aktyvumą nutukusiems žmonėms.
Buvo žinoma, kad per didelė mityba greitai padidina norepinefrino (NE) koncentraciją plazmoje, o tai rodo per didelį SNS aktyvavimą. Metodai, kurie tiesiogiai matuoja SNS aktyvumą, pavyzdžiui, nervų įrašai ir NE apykaita, dažnai praneša apie padidėjusį SNS aktyvumą nutukimo atveju.
Priešingai, tyrimai, kuriuose pagrindinis dėmesys skiriamas adrenerginiams signalizacijos keliams, kartais praneša apie sumažėjusį katecholaminų atsaką, o tai suprantama kaip sumažėjęs SNS aktyvumas.
Šis neatitikimas gali būti paaiškintas atsparumo katecholaminams išsivystymu dėl lėtinio simpatinės per didelio aktyvavimo, dėl kurio sumažėja fiziologinis atsakas, nepaisant padidėjusio NE lygio.
Tyrime, pavadintame „Per didelė mityba sukelia atsparumą insulinui ir medžiagų apykaitos sutrikimus dėl padidėjusio simpatinės nervų sistemos aktyvumo“, paskelbtame 2012 m. Ląstelių metabolizmasmokslininkai ištyrė prieštaringus pranešimus apie SNS veiklą nutukimo atveju.
Tyrėjai panaudojo pelės modelį su indukuojama ir periferiškai apribota tirozino hidroksilazės geno (THΔper pelių) delecija. Tirozino hidroksilazė yra būtinas fermentas sintetinant katecholaminus, įskaitant NE. Selektyviai pašalinus jį periferiniuose audiniuose, išsaugant centrinės nervų sistemos katecholaminų kiekį, modelis leido ištirti izoliuotą periferinį SNS aktyvumą, nepažeidžiant centrinių NE funkcijų.
THΔper pelės ir laukinio tipo vados draugai buvo šeriami arba įprasta čiaudo dieta, arba riebia dieta (HFD) įvairiai trukmei, kad būtų imituojamas trumpalaikis ir ilgalaikis perteklius.
Trumpalaikė per didelė mityba
Laukinio tipo pelėms, kurios buvo šeriamos HFD 3–10 dienų, padidėjo kūno riebalų kiekis, pablogėjo gliukozės tolerancija ir jautrumas insulinui, palyginti su įprastomis pelėmis, maitinamomis pelėmis.
Nepaisant padidėjusio insulino kiekio, šių pelių gliukozės kiekis kraujyje buvo didesnis nevalgius ir šeriant. Ląstelių insulino signalizacija išliko nepakitusi pelėms, maitinamoms HFD, o tai rodo, kad atsparumas insulinui atsirado nepaisant įprastų insulino signalizacijos kelių.
HFD maitinamų laukinio tipo pelių plazmoje buvo padidėjęs NE kiekis, o tai rodo padidėjusį SNS aktyvumą. Buvo sutrikęs insulino gebėjimas slopinti hormonams jautrios lipazės aktyvaciją baltajame riebaliniame audinyje, todėl padidėjo lipolizė ir padidėjo glicerolio koncentracija plazmoje.
THΔper pelės, šeriamos HFD iki 14 dienų, buvo apsaugotos nuo gliukozės netoleravimo ir atsparumo insulinui, pastebėto laukinio tipo pelėse. Jie palaikė normalų gliukozės kiekį nevalgius ir parodė, kad pagerėjo gliukozės tolerancijos testai.
Insulino signalizacijos keliai tarp THΔper ir laukinio tipo pelių išliko panašūs. Pagerėjęs THΔper pelių jautrumas insulinui nepriklauso nuo bet kokių ląstelių insulino signalizacijos pokyčių.
THΔper pelių NE lygis periferiniuose audiniuose sumažėjo daugiau nei 90%, o smegenų NE lygis reikšmingai nepakito. Jie parodė, kad sumažėjo glicerolio kiekis plazmoje ir pagerėjo insulino sukeltas hormonams jautrios lipazės fosforilinimo slopinimas baltuosiuose riebaliniuose audiniuose, o tai rodo geresnį lipolizės reguliavimą.
14 dienų poodinė NE infuzija įprastu maistu šeriamoms laukinio tipo pelėms padidino NE koncentraciją plazmoje ir sumažino insulino veikimą, nedarant įtakos kūno svoriui.
Ilgalaikė perteklinė mityba
Laukinio tipo pelėms, kurios 12 savaičių šeriamos HFD, pasireiškė atsparumas katecholaminams. Nervų įrašai patvirtino, kad SNS aktyvumas buvo padidėjęs po 16 savaičių šėrimo HFD laukinio tipo pelėms. Po 10–12 savaičių šėrimo HFD šioms pelėms pasireiškė gliukozės netoleravimas ir padidėjęs NE, epinefrino ir gliukagono kiekis, o tai rodo padidėjusį insulino veikimui prieštaraujančių mechanizmų aktyvavimą.
HFD sukeltai riebalinio audinio disfunkcijai laukinio tipo pelėms buvo būdinga sumažėjusi lipogeninių fermentų ekspresija baltajame riebaliniame audinyje, didesni adipocitų dydžiai ir padidėję uždegimo, fibrozės ir senėjimo žymenys.
THΔper pelės buvo apsaugotos nuo atsparumo katecholaminams išsivystymo. Šios pelės turėjo žymiai mažesnį NE lygį plazmoje po šėrimo HFD, o tai rodo, kad sumažėjo periferinis SNS aktyvumas. Šios pelės ir toliau buvo apsaugotos nuo gliukozės netoleravimo, nepaisant panašaus svorio padidėjimo ir nutukimo, palyginti su laukinio tipo pelėmis. THΔper pelių plazmoje buvo žymiai mažesnis NE, epinefrino ir gliukagono kiekis po šėrimo HFD, o tai rodo sumažėjusį šių kontrareguliacinių hormonų aktyvavimą.
THΔper pelės buvo apsaugotos nuo HFD sukeltos riebalinio audinio disfunkcijos. Jie išlaikė didesnę lipogeninių fermentų ekspresiją baltajame riebaliniame audinyje, turėjo mažesnius adipocitų dydžius ir sumažino uždegimo, fibrozės ir senėjimo žymenis.
Tyrėjai teigia, kad jų tyrimas yra paradigmos pokytis siekiant suprasti nutukimo sukeltą atsparumą insulinui. Per didelis SNS aktyvavimas, o ne sutrikusi ląstelių insulino signalizacija, buvo pagrindinis pelių, sukeliančių atsparumą insulinui arba jo išvengiantis, veiksnys.
2 tipo diabeto prevencijos ir gydymo pasekmės gali būti toli siekiančios. Kaip ir bet kuris geras tyrimas, kuris mums pasako tai, ko anksčiau nežinojome, reikia daugiau tyrimų, kad pamatytume, kiek naujų dalykų galime iš to pasimokyti.