Загибель жирових клітин при надмірній вазі стимулює імунну запальну реакцію, що, в свою чергу, може призвести до діабету.
Надмірна вага дуже часто супроводжується діабетом другого типу, коли наші клітини перестають сприймати інсулін, незважаючи на те, що підшлункова залоза продовжує його справно синтезувати. Через інсулінорезистентність тканини організму перестають засвоювати глюкозу з крові, і у людини з'являється маса проблем з обміном речовин.
Але як пов'язані надмірна вага і діабет? Вважається, що через імунну систему а точніше, через запальну реакцію: ожиріння провокує запалення, а воно призводить до проблем з метаболізмом. Але тоді виникає інше питання: а як саме все це відбувається? які молекулярні сигнали і процеси тут задіяні?
Відомо, що при надмірній вазі багато жирових клітин гине і руйнується (а на зміну їм приходять нові, в ще більшій кількості). Тоді виходить, що в крові має бути багато клітинної ДНК. Дійсно, дослідники з Університету Токусіма і Токійського університету виявили, що у мишей з ожирінням накопичується багато вільної ДНК, і її накопичення відбувається одночасно з підвищенням рівня глюкози в крові (що є ознака діабету). Більш того, ДНК із загиблих клітин часто виявлялася не де-небудь, а в імунних клітинах макрофагах, що блукають по жировій тканині.
Чим може бути небезпечна така ДНК? Як ми знаємо, імунітет розпізнає сліди інфекції. Інфекція ж, будь то бактерії, віруси або ще які патогени, губить і руйнує наші клітини. Іншими словами, вільна ДНК служить імунній системі сигналом того, що десь склалася надзвичайна ситуація. Експерименти Масатака Сата (Masataka Sata) і його колег показали, що в жировій тканині мишей, яких тримали на жирній дієті, посилюється синтез рецептора TLR9, який якраз і ловить екзогенну (тобто вільну, позаклітинну) ДНК; причому особливо багато TLR9 було у імунних макрофагів.
Чим більше було такої ДНК, тим більше з'являлося рецепторного білка: у дослідах з клітинною культурою макрофагів було видно, як рівень TLR9 зростає разом з підвищенням рівня ДНК. У відповідь на патогенну загрозу ці клітини запускають запальну реакцію (яка, взагалі кажучи, служить потужною зброєю проти бактерій тощо). У статті в Science Advances автори пишуть, що у відповідь макрофаги, простимульовані зовнішньою ДНК, схилялися до запалення - тобто загибель адіпоцитів (жирових клітин) дійсно може провокувати запальну реакцію з усіма наслідками.
Якщо у мишей з ожирінням рецептори TLR9 якось відключали, то інтенсивність запальних сигналів у них падала, і, що найголовніше, відновлювалася чутливість тканин до інсуліну - тобто діабетичні симптоми пом'якшувалися. Якщо ж потім таким тваринам вводили стовбурові клітини, з яких виходили нормальні макрофаги з працюючим TLR9, то все ставало як зазвичай - поверталися запалення та інсулінова резистентність.
Звичайно, вільна ДНК - навряд чи єдиний «місток», що пов'язує ожиріння з діабетом. Наприклад, два роки тому в Cell Metabolism вийшла стаття, в якій акцент робився на білці RBP4 (ретинол-зв'язуючий білок 4), відомий як переносник вітаміну А. Надлишок жирового запасу якимось чином підвищує рівень RBP4, а він, у свою чергу, активує імунні деревовидні клітини і все ті ж макрофаги - і все знову закінчується запаленням. З іншого боку, в тому ж 2014 році ми писали, що ймовірність метаболічних розладів при ожирінні залежить від ферменту гемоксигенази-1, що регулює силу запалення.
Очевидно, імунні клітини сприймають відразу кілька запальних сигналів, і тепер залишається зрозуміти, чому такі сигнали активуються при надмірній вазі. Наприклад, у випадку із загибеллю адіпоцитів ми поки не знаємо, чому вони починають активно вмирати саме з появою надлишку жиру. Але, так чи інакше, вже зараз можна спробувати пошукати якийсь засіб, який, діючи на рецептори макрофагів жирової тканини, пригнічував би їх запальні прагнення: зайва вага це навряд чи допоможе скинути, але ось зменшити ризик пов'язаного з ним діабету - цілком.
За матеріалами The Scientist.