Производство глюкозы в печени, опосредованное глюкагоном, может контролировать и предотвращать диабет

Выявлен важный маркер развития диабета .

Два важных гормона, вырабатываемых поджелудочной железой – глюкагон и инсулин – контролируют нормальный уровень глюкозы в ответ на потребляемую пищу. Глюкагон увеличивает выработку глюкозы в печени (ВГП), а инсулин снижает её. Оба гормона контролируют гомеостаз глюкозы в крови. Во время голодания глюкагон секретируется α-клетками поджелудочной железы для повышения уровня глюкозы в крови, чтобы защитить организм от состояния, называемого гипогликемией, при котором уровень глюкозы в крови резко падает и приводит к симптомам. Глюкагон участвует в развитии диабетической гипергликемии, когда увеличивается выработка глюкозы в печени (ВГП). Инсулин подавляет выработку глюкозы посредством транскрипционной регуляции в клетках печени . Белок, называемый транскрипционным фактором Foxo1, играет важную роль в регуляции экспрессии генов и способствует ВГП, увеличивая экспрессию генов, ответственных за производство глюкозы. Нарушение нормальной ВГП считается ключевым основным механизмом развития диабета 2 типа.

В исследовании, опубликованном в журнале Diabetes , исследователи из Техасского университета A&M (США) поставили перед собой задачу понять роль Foxo1 в регуляции продукции глюкозы глюкагоном. Они хотели лучше понять основы гомеостаза глюкозы в крови и патогенез диабета. Глюкагон выполняет свою функцию, связываясь с рецептором GPCR, стимулируя клеточную мембрану к активации протеинкиназы А, которая затем подает сигнал экспрессии генов для повышения уровня глюкозы в крови. У людей с диабетом уровень глюкагона чрезвычайно высок , и это стимулирует избыточную выработку глюкозы.

Исследователи изучали регуляцию Foxo1 посредством фосфорилирования, то есть присоединения фосфорильной группы. Фосфорилирование является важной частью функционирования белков и отвечает за активацию или деактивацию почти 50 процентов ферментов, присутствующих в нашем организме, и, таким образом, регулирует их функцию. Исследователи использовали модель мышей и генное редактирование для создания мышей с «встроенным» геном Foxo1. Foxo1 стабилизировался в печени мышей (находившихся на голодной диете) при снижении уровня инсулина и повышении уровня глюкагона в крови. Исследование четко показало, что при удалении печеночного Foxo1 снижается продукция глюкозы в печени (HGP) и уровень глюкозы в крови у мышей. Таким образом, впервые был выявлен новый механизм, в котором Foxo1 опосредует передачу сигналов гликогена посредством фосфорилирования для контроля уровня глюкозы в крови.

Foxo1 — важный белок, выступающий в качестве медиатора различных путей, интегрирующих гормоны и другие белки для контроля чувствительности к инсулину. Поскольку высокие уровни глюкагона присутствуют как при диабете 1-го, так и 2-го типа , Foxo1 будет играть важную роль в фундаментальном механизме, приводящем к диабетической гипергликемии. Исследование предполагает, что опосредованная глюкагоном продукция глюкозы печенью может стать потенциальным терапевтическим вмешательством для контроля и возможной профилактики диабета.

Источник (ы)

Юксин В. и др. 2018. Новый механизм фосфорилирования Foxo1 в сигнальном пути глюкагона в контроле гомеостаза глюкозы. Диабет . 67(11). https://doi.org/10.2337/db18-0674