От диабетических осложнений можно защититься аминокислотами
Нарушения в работе нервов при диабете возникают из-за аномалий в метаболизме аминокислот.
Одно из самых распространённых осложнений при диабете — так называемая диабетическая полинейропатия. Она проявляется самыми разными симптомами: это и боли, и потеря чувствительности, и язвы на коже, и плохо заживающие раны, и ещё многое другое. Происходит так потому, что при диабете начинают портиться и отмирать периферические нервы. А почему они начинают портиться?
Как известно, при диабете клетки тела перестают чувствовать инсулиновые сигналы (либо самого инсулина становится очень мало). Не чувствуя инсулин, они перестают поглощать глюкозу из крови, как следствие, уровень глюкозы в крови заметно повышается. Дело, однако, в том, что не все клетки перестают поглощать глюкозу. Нейроны периферических нервов и обслуживающие их шванновские клетки просто не могут перестать есть глюкозу, как бы много её не было (точно так же ведут себя клетки кровеносных сосудов). Чем больше глюкозы, тем активнее работают метаболические реакции, которые её перерабатывают, а значит, становится больше побочных продуктов этих реакций — в первую очередь, кислородных радикалов, агрессивных окислителей, которые повреждают любые биомолекулы.
Кроме того, лишняя глюкоза начинает присоединяться к белкам, и такие гликированные белки начинают работать иначе — в частности, из-за них меняется активность некоторых генов. Из-за белков, модифицированных глюкозой, клетка начинает производить больше вышеупомянутых радикалов-окислителей, а также молекул, стимулирующих воспаление. Наконец, повышенный сахар влияет и на метаболизм жиров, причём влияет так, что промежуточные продукты этого метаболизма вредят нейронам и шванновским клеткам. (Шванновские клетки в периферических нервах дают нейронным отросткам миелиновую обмотку, без которой импульсы по нейронам бежали бы намного медленнее и не всегда по адресу; соответственно, если плохо себя чувствуют шванновские клетки, то плохо себя чувствуют и нейроны.)
Тем не менее, хотя про метаболические патологии при диабете известно довольно много, до сих пор против той же полинейропатии не придумали никакого более или менее действенного средства. Больным остаётся пить обезболивающие и надеяться, что изменения в образе жизни затормозят развитие симптомов. Конечно, можно сказать, что нужно бороться с диабетом в целом, а не с отдельными осложнениями. Однако те результаты, которые получили сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего, позволяют надеяться, что с диабетической полинейропатией можно что-то сделать, не дожидаясь общего лекарства от диабета.
Исследователи заметили, что у мышей с ожирением и инсулиновой нечувствительностью резко падает уровень аминокислоты серина. Было решено сосредоточиться на серине, потому что он нужен не только для синтеза белков, но и для синтеза сфинголипидов — особого класса липидов, которые необходимы клеточным мембранам. Когда серина у мышей становилось мало, у них появлялись некие токсичные сфинголипиды, повреждавшие нейроны. Появлялись они потому, что один из ферментов, отвечавших за сфинголипиды, за неимением серина начинал работать с другой аминокислотой — аланином.
Почему у мышей с диабетом становилось меньше серина? В статье в Nature говорится, что у таких мышей, во-первых, сильно падала активность фермента, который помогает глюкозе превратиться в серин. А во-вторых, сильно повышалась активность ферментов так называемого одноуглеродного метаболического пути. Эти ферменты играют важную роль во множестве физиологических процессов, поддерживая должный уровень небольших биомолекул; в частности, одноуглеродные реакции помогают некоторым аминокислотам превращаться друг в друга. У диабетических мышей слишком активные «одноуглеродные» ферменты превращали серин в предшественник аланина; дальше получался сам аланин, который, как было сказано выше, оказывался в составе токсичных сфинголипидов.
Нечто похожее происходит и при других нейропатиях (например, при наследственной сенсорной и автономной нейропатии первого типа, HSAN1), когда тоже понижается уровень серина и появляются неправильные сфинголипиды. Исследователям удалось связать то и другое с аномалиями в метаболизме аминокислот. Когда диабетическим мышам давали серин вместе с аминокислотой мириоцином, которая нормализует биохимические превращения липидов, то нейропатия у таких мышей отступала. На самом деле, про серин уже какое-то время известно, что он тормозит повреждения нервов у людей с HSAN1 и у крыс с диабетом, но до сих пор было не вполне понятно, почему он так действует. С новыми данными можно будет создать более эффективные лекарства на основе серина или его аналога, которые помогут диабетикам справиться хотя бы с некоторыми симптомами болезни.
