Нью-Йорк, Нью-Йорк (16 октября 2019 г.) Исследователи из Медицинской школы Икан на горе Синай обнаружили причину, которая связывает курение сигарет и риск развития диабета 2 типа, согласно исследованию, опубликованному на обложке журнала «Октябрь». 16 выпуск Природы.
Диабет гораздо чаще встречается у курильщиков, чем у некурящих, но причины этого оставались неизвестными до сих пор. Новые исследователи показали, что потребление никотина связано с деятельностью поджелудочной железы. Использование никотина заставляет поджелудочную железу выделять меньше инсулина, что повышает уровень сахара в крови; более высокий уровень сахара в крови связан с более высоким риском развития диабета.
В частности, исследователи обнаружили, что белок, кодируемый связанным с диабетом геном, называемым фактором транскрипции 7, таким как 2 (Tcf712), опосредует сигнальную цепь, которая связывает нейроны в мозге, активируемые никотином, для регуляции уровня глюкозы в крови поджелудочной железой.
Никотин активирует белки никотина-ацетилхолинового рецептора (nAChR), экспрессируемые на нейронах медиальной габенулы (область мозга, которая регулирует аверсивные реакции на никотин), что приводит к неблагоприятным реакциям на никотин, которые ограничивают как потребление, так и выделение глюкагона и инсулина поджелудочной железой. Это, в свою очередь, повышает уровень сахара в крови, и повышенный уровень сахара в крови создает петлю обратной связи, ингибируя нейроны, экспрессирующие nAChR, блокируя неблагоприятные реакции на курение и, таким образом, помогая установить никотиновую зависимость. Tcf712 модулирует всю сигнальную цепь, тем самым связывая никотиновую зависимость с повышенным риском диабета.
«Наши выводы важны, потому что они описывают механизм, который контролирует аддиктивные свойства никотина, и, что удивительно, показывают, что те же самые мозговые цепи, связанные с зависимостью, также способствуют заболеваниям, связанным с курением, которые ранее считались связанными с действием табака вне мозга. », — говорит Пол Дж. Кенни, доктор философии.
Профессор Колман и заведующий кафедрой нейронауки в семье Нэша в Медицинской школе Икан на горе Синай и старший автор статьи, отметил: «Эти неожиданные результаты свидетельствуют о том, что, по крайней мере, некоторые из вызывающих болезнь действий никотина возникают в мозге теми же контурами, которые контролируют аддиктивные свойства препарата.
Это означает, что вызывающие привыкание и вызывающие заболевания действия табака могут, в некоторых случаях, иметь одни и те же основные механизмы ».
В то время как предыдущие исследования показали, что белок Tcf712 регулирует экспрессию генов в поджелудочной железе и печени, которые определяют уровень глюкозы в крови и риск развития диабета 2 типа, мало было известно о его функции в мозге. Чтобы исследовать связь между Tcf712, никотиновой зависимостью и регуляцией глюкозы в крови, исследователи генетически удалили Tcf712 у крыс. Мутантные крысы потребляли гораздо большее количество никотина, чем животные, у которых Tcf7l2 функционировал нормально.
Удаление Tcf712 приводит к уменьшению никотиновых рецепторов в средней части габенулы и, следовательно, к снижению способности никотина активировать цепь отвращения к нему. Неожиданно, хотя потеря функции Tcf712 в габенуле увеличила потребление никотина у крыс, это изменение также уменьшило уровень глюкозы в крови.
Можно сказать, что тот TCF7L2, который синтезируется в мозге, подводит организм к диабету из благих намерений, пытаясь бороться с никотиновой зависимостью. Он помогает нейронам поводка эпитоламуса обзавестись рецепторами к никотину, чтобы генерировать к нему отвращение – но проблема в том, что те же нейроны из-за никотина сбивают с толку поджелудочную железу. Если зависимости удалось избежать, то всё хорошо, но если зависимость всё-таки появилась, то TCF7L2 начинает работать только на диабет: сигналы отвращения уже ничего против зависимости не сделают, зато сигналы в поджелудочную продолжают вредить обмену веществ.
«Это неожиданное открытие предполагает связь между употреблением никотина и началом диабета 2 типа, что имеет значение для будущих стратегий профилактики и лечения обоих заболеваний», — сказала доктор медицинских наук Нора Д. Волков.
Директор Национального института по борьбе со злоупотреблением наркотиками, который финансировал исследование. «Несмотря на то, что зависимость является болезнью головного мозга, это открытие подчеркивает, как сложные функции организма изящно взаимосвязаны, показывая необходимость комплексных и инновационных исследований».
Если эти результаты у крыс распространяются на людей, курящих сигареты, они предполагают динамику, при которой изменения в гене Tcf712 могут влиять как на риск табачной зависимости, так и на развитие диабета 2 типа, связанного с табаком. В более широком смысле, полученные данные свидетельствуют о том, что диабет 2 типа и, возможно, другие заболевания, связанные с курением сигарет, в которых аномалии вегетативной нервной системы играют роль,
такие как гипертония и сердечно-сосудистые заболевания — возникают в головном мозге и связаны с никотиновыми нарушениями взаимодействия между габенулой и периферической нервной системой.
«Наши выводы помогут направить поиск новых опасностей от курения, а также предполагают, что определенная схема в мозге может быть направлена на лечение диабета у курильщиков и, возможно, даже у некурящих », — сказал доктор Кенни.
