Діабет 1 типу характеризується втратою інсуліно-продукуючих клітин в підшлунковій залозі і в основному вважається незворотним – до цих пір. Нещодавно опубліковані дослідження дозволяють припустити, що все-таки можливе повне лікування діабету 1 типу. Читайте далі, щоб отримати всі деталі.

Хоча, як відомо, цукровий діабет 2 типу є оборотним із змінами в дієті та в способі життя, діабет 1 типу вже давно вважається постійним станом, що вимагає довічної інсулінової залежності. Захоплююче нове дослідження свідчить про те, що «дієта, яка імітує голодування» (ДІГ) може ефективно змінити патологію діабету 1 типу у мишей. Хоча потенціал перекладу цих знахідок на людину залишається не повністю відстеженим, це таке ключове дослідження, що ми виділили час, щоб розпакувати його по частинах.

Що таке дієта, яка імітує голодування?

Ми знаємо, що голодування на воді забезпечує багато користі для здоров’я, включаючи зниження рівня глюкози в крові, регенерацію імунної системи та підтримку клітин. Але тривале голодування важке для більшості людей і може викликати несприятливий вплив на фізичне і психічне здоров’я через його надзвичайну природу. Тому дослідники намагалися розробити дієти, які імітують фізіологічні переваги тривалого голодування без тягаря обмеження їжі.

Дієта, що імітує голодування, може змінити діабет 1 типу

Цей тип дієти називається дієтою, що імітує голодування. Це дуже низькокалорійна дієта з низьким вмістом білка, з високим вмістом жирів, що викликає зміни глюкози, кетонових тіл і специфічних факторів росту, подібних до тих, що спостерігаються під час тривалого голодування тільки на воді. Характеризується циклами обмеження калорій і реферінгом. Наприклад, у мишачих моделях дослідники обмежують кількість їжі, до якої миша має доступ протягом чотирьох днів, після чого три дні необмеженого годування щотижня. У людини один цикл  складається з п’яти днів обмеження, і харчування продовжується як завжди до кінця місяця. Зазвичай це повторюється протягом трьох місяців.

Незабаром ми перейдемо до результатів дослідження, щоб поглянути на інтригуючі ефекти. Але спочатку давайте коротко розглянемо, що відбувається з організмом при діабеті 1 типу.

Анатомія підшлункової залози і діабет 1 типу

Підшлункова залоза містить регіони, що називаються острівцями, які є щільними кластерами клітин, які відповідають за виділення гормонів. Двома основними типами ендокринних клітин є інсулін-продукуючі β-клітини і глюкагон-продукуючі α-клітини. Β-клітини підшлункової залози є одними з найбільш чутливих клітин. Коли ви їсте їжу, вони випускають інсулін, який допомагає перекинути глюкозу з крові в клітини, які будуть використовуватися для виробництва енергії. Між прийомом їжі глюкагон допомагає підтримувати мінімальний рівень глюкози в обігу.

Діабет 1 типу є аутоімунним станом, при якому власна імунна система тіла атакує і руйнує інсулін-продукуючі β-клітини підшлункової залози. Широко відомо, що β-клітини у дорослої підшлункової залози реплікуються з надзвичайно низькою швидкістю, і що утворення нових β-клітин відбувається дуже рідко. Виснаження β-клітин і, як наслідок, втрата секреції інсуліну, характерної для діабету 1-го типу, вважається незворотним.

Захоплюючі події в терапії стовбуровими клітинами можуть мати потенціал для лікування діабету 1 типу, але ця інвазивна процедура вимагає повного видалення дисфункціональної підшлункової залози, трансплантації стовбурових клітин і активації комплексної генетичної програми для створення нової. Введіть дієту, що імітує голодування.

Дослідники використовували мишачу модель діабету 1 типу, в якій вчені використовували високі дози препарату стрептозотоцин (STZ), щоб викликати виснаження β клітин. Тільки п’ять днів лікування STZ було достатньо для підвищення рівня глюкози в крові. Іншу половину мишей залишили необмеженими в харчуванні.

Інсулінозалежний контроль глюкози

У STZ-оброблених мишей, які їли стільки часу, як їм подобалося, рівень глюкози в крові продовжував різко зростати. Навпаки, миші, які отримували регулярні цикли, мали рівень глюкози в крові та інсуліну, який повернувся майже до нормального рівня приблизно в 50-ту добу.

Профіль цитокінів

Вони вирішили також виміряти інші речовини в крові. Аналізуючи імунні сигнальні молекули, які називаються цитокінами, можна багато розповісти про те, як імунна система взаємодіє з рештою тіла. У цьому дослідженні вони виявили, що миші на регулярних циклах мали знижені цитокіни, пов’язані з запаленням і пошкодженням β клітин (TNFα, IL-12) і підвищені рівні протизапальних цитокінів, пов’язаних з регенерацією клітин (IL-2, IL-10). ).

Регенерація панкреатичних бета-клітин

Дослідники хотіли знати, чи було покращенням контролю глюкози в крові та змінами в цитокінах відображено функціональні зміни підшлункової залози. Використовуючи методику фарбування клітин, вони виявили, що лікування STZ призвело до різкого (85%) зменшення кількості секретирующих інсулін β-клітин і збільшення не-гормональних клітин. Але лише з кількома циклами обмеження калорій і реферінгом, багато з цих не-α / β клітин перерозподіляються на функціональні інсулін-секретуючі клітини β (1)!

Повернення часу: пробудження ембріональних генів

Чи відповідає епігенетика? Вчені підняли частину тканини підшлункової залози у мишей і використовували секвенування РНК, щоб визначити, які гени експресуються. Вони виявили, що дієта з імітацією голодування (ДІГ) здатна повернути годинник назад, сприяючи експресії генів у дорослих мишей, які зазвичай спостерігаються тільки під час ембріонального та фетального розвитку. Це досить дивовижний висновок.

Епігенетика – ідея про те, що експресія певних генів може бути включена або виключена, залежно від того, які стимули існують. По суті, генетичний план побудови підшлункової залози присутній у кожній окремій клітині тіла, від утроби через все доросле життя, як і план для кожного органу і структури вашого тіла. Але цей генетичний план лише включається в певні часи і в певних клітинах, коли присутні належні сигнали.

Наприклад, при нормальному розвитку миші клітини-попередники підшлункової залози експресують білки Sox17 і Pdx1. Деякі з цих попередників підшлункової залози перетворюються в клітини-попередники ендокринної системи, які потім експресують білок Ngn3 з ембріональних днів від 11,5 до 18 років. Ці білки зазвичай не виражені взагалі після того, як миша досягає повноліття.

Однак результати цього дослідження дозволяють припустити, що ДІГ може індукувати експресію цих ембріональних розробок і маркерів репрограмування β клітин. Коли дослідники знову провели експерименти, але навмисно знищили лінію клітин Ngn3, вони виявили, що індукована регенерація клітин β не відбулася. Це свідчить про те, що епігенетичне перепрограмування відповідає за поліпшену толерантність до глюкози та регенерацію острівців.

За межами мишей: регенерація в підшлунковій залозі людини

Добре, що ДІГ змінює діабет 1 типу у мишей. А як же люди? На жаль, досить складно виміряти регенерацію підшлункової залози у живих людей, оскільки ми не можемо зібрати людські тканини, як мишачі. Тому замість цього дослідники провели експерименти ex vivo (поза тілом) на культивованих острівцях підшлункової залози людини як у здорових людей, так і у діабетиків типу 1.

Вони окремо включили п’ять осіб у ДІГ протягом п’яти днів і взяли зразки крові на початковому рівні та у п’ятий день. Зразки сироватки крові мали більш високі рівні факторів росту і кетонових тіл і, як очікувалося, знижували рівень глюкози. Потім дослідники взяли культивовані острівці підшлункової залози і купали їх у зібраних зразках. В обох здорових острівцях і діабетичних острівцях типу 1, що піддавалися впливу обробленої сироватки спостерігалася тенденція до індукції глюкозозалежних генів Sox2 і Ngn3.

Потім вони спробували застосувати комерційно доступні культуральні середовища, що “імітують натщесерце”, з низьким вмістом глюкози та сироватки до культивованих острівців. При постачанні тільки цієї невеликої кількості глюкози, секреція інсуліну стимулювалася як у здорових, так і в діабетичних острівцях. Були також значні зміни в маркерах репрограмування β клітин.

Ми мали намір їсти три рази на день?

Гіпотеза про невідповідність – ідея про те, що наші гени не досягли нашого сучасного способу життя. Наші предки мисливці-збирачі, мабуть, періодично змінювали дефіцит їжі та успіх у полюванні і, ймовірно, рідко їли тричі на день. Здатність тварин боротися з позбавленням їжі є адаптивною реакцією, яка зберігається у всіх видів. У часи дефіциту м’яка атрофія тканин і органів мінімізує витрати енергії. Після реферінгу тіло може побудувати ці тканини до нормального об’єму.

Це викликає кілька цікавих запитань: чи є вираження цих “ембріональних” генів у дорослому віці дійсно ненормальними? Чи можливо, що ми маємо періодичну експресію цих “ембріональних” генів протягом нашого життя? Чи може наш стан постійного харчування бути справжнім «ненормальним» шаблоном експресії генів? Ми, звичайно, сподіваємось побачити більше досліджень у цій сфері, особливо у людей.

Задати запитання

Залиште нам повідомлення і ми відповімо Вам в найближчий час.