Почему эпизоды низкого сахара в крови ухудшают состояние глаз у людей с диабетом

Люди с диабетом, которые испытывают периоды низкого уровня сахара в крови – обычное явление для тех, кто только начинает контролировать уровень сахара в крови – более склонны к ухудшению диабетической болезни глаз. Теперь исследователи из Медицинского института Джона Хопкинса заявляют, что они связали такой низкий уровень сахара в крови с молекулярным путем, который включается в клетках глаза, испытывающих недостаток кислорода.



Результаты исследования, в котором участвовали клетки глаз человека и мыши и неповрежденная сетчатка, выращенные в лабораторных условиях с низким уровнем сахара (глюкозы), а также мыши с низким уровнем глюкозы, были опубликованы в январском номере журнала Cell Reports.
«Временные эпизоды низкого уровня глюкозы случаются один или два раза в день у людей с инсулинозависимым диабетом и часто у людей, которым только что поставили диагноз, – говорит Акрит Содхи, доктор медицины, доктор философии, профессор офтальмологии Бранна и Ирвинг Сайзенвейн в Институте глаз Уилмера при Медицинском институте Джона Хопкинса. Низкий уровень глюкозы может также наблюдаться во время сна у людей с неинсулинозависимым диабетом. «Наши результаты показывают, что эти периодические низкие уровни глюкозы вызывают увеличение определенных белков клеток сетчатки, что приводит к чрезмерному росту кровеносных сосудов и ухудшению диабетической болезни глаз», – добавляет Содхи.



Болезни глаз у людей с диабетом являются одной из наиболее предотвратимых причин слепоты в США. Диабетическая ретинопатия, которая встречается у трети людей с диабетом, характеризуется чрезмерным ростом аномальных кровеносных сосудов в сетчатке.
По словам Содхи, нынешнее исследование показывает, что люди с диабетической ретинопатией могут быть особенно уязвимы к периодам низкого уровня глюкозы, и поддержание стабильного уровня глюкозы должно быть важной частью контроля уровня глюкозы.



В ходе исследования ученые проанализировали уровень белка в клетках сетчатки человека и мыши, а также в неповрежденной сетчатке, выращенной в условиях низкого уровня глюкозы в лаборатории, а также у мышей, у которых периодически снижался уровень сахара в крови.
Исследователи обнаружили, что низкий уровень глюкозы в клетках сетчатки человека и мыши вызывает каскад молекулярных изменений, которые могут привести к чрезмерному росту кровеносных сосудов. Во-первых, исследователи увидели, что низкий уровень глюкозы вызывает снижение способности клеток сетчатки расщеплять глюкозу для получения энергии.



Когда исследователи обратили внимание на так называемые глиальные клетки Мюллера, которые являются вспомогательными клетками для нейронов сетчатки и в основном используют глюкозу для производства энергии, они обнаружили, что в этих клетках повышена экспрессия гена GLUT1, который производит белок, переносящий глюкозу в клетки.
Исследователи обнаружили, что в ответ на низкий уровень глюкозы в клетках повышается уровень транскрипционного фактора, называемого гипоксия-индуцибельным фактором (HIF)-1α. Это включало клеточный механизм, включая GLUT1, необходимый для улучшения способности использовать имеющуюся глюкозу, сохраняя ограниченное количество кислорода для производства энергии нейронами сетчатки.
Однако в условиях низкого содержания кислорода, как это происходит в сетчатке пациентов с диабетической болезнью глаз, этот нормальный физиологический ответ на низкое содержание глюкозы вызывал приток белка HIF-1α в ядро клетки – центр управления клеткой.



Это привело к увеличению производства таких белков, как VEGF и ANGPTL4, которые вызывают рост аномальных, негерметичных кровеносных сосудов – основной виновник потери зрения у людей с диабетической болезнью глаз.
Исследователи планируют изучить, может ли низкий уровень глюкозы у людей с диабетом влиять на подобные молекулярные пути в других органах, таких как почки и мозг.



По словам Содхи, путь HIF-1α может стать эффективной мишенью для разработки новых методов лечения диабетической болезни глаз.
В исследовании также участвовали Чуанью Гуо, Моника Дешпанде, Юэци Ниу, Иша Качвала, Хейли Мегарити, Тейлор Нусе, Савалан Бабапур-Фаррохран, Майкл Рамада, Джарон Санчес, Нилай Инамдар и Томас В. Джонсон из Университета Джонса Хопкинса; Мигель Флорес-Белльвер и Мария Валерия Канто-Солер из Университета Колорадо; и Сильвия Монтанер из Университета Мэриленда.



Содхи является соучредителем и владельцем акций компании HIF Therapeutics Inc. Данное соглашение было рассмотрено и одобрено Университетом Джона Хопкинса в соответствии с политикой конфликта интересов.
Финансирование исследования было предоставлено Национальным институтом глазных болезней (R01EY029750, R01EY025705, EY001765); организацией Research to Prevent Blindness; Фондом развития CellSight; семейной кафедрой Doni Solich Family Chair in Ocular Stem Cell Research; и профессорством офтальмологии Branna и Irving Sisenwein.

Johns Hopkins Medicine

Генетические и социально-экономические факторы в развитии диабета 2 типа и ожирения

Диабет 2 типа и ожирение являются двумя наиболее распространенными метаболическими заболеваниями во всем мире и представляют собой серьезную проблему для общественного здравоохранения. Эти заболевания являются результатом сложного взаимодействия генетических факторов, факторов окружающей среды и образа жизни. В последние годы исследования показали, что генетические и социально-экономические факторы могут взаимодействовать аддитивным образом, влияя на риск развития этих заболеваний. В данной статье представлен всесторонний обзор современного понимания взаимодействия генетических и социально-экономических факторов в развитии диабета 2 типа и ожирения.

Генетические факторы и метаболические заболевания

Диабет 2 типа и ожирение имеют значительный генетический компонент. Исследования показали, что генетические факторы способствуют развитию этих заболеваний. Геномные ассоциативные исследования (GWAS) выявили несколько генетических локусов, связанных с этими заболеваниями. Эти локусы влияют на различные физиологические процессы, включая секрецию инсулина, метаболизм глюкозы, регуляцию аппетита и липидный обмен.

Однако важно отметить, что генетика сама по себе не определяет развитие этих заболеваний. Факторы окружающей среды и образа жизни, такие как диета и физическая активность, также играют значительную роль в развитии диабета 2 типа и ожирения. Более того, взаимодействие между генетическими факторами и факторами окружающей среды/образа жизни является сложным и еще не до конца изученным.

Социально-экономические факторы и метаболические заболевания

Помимо генетики, было доказано, что социально-экономические факторы способствуют развитию метаболических заболеваний. Социально-экономический статус (СЭС) – это мера социально-экономического положения человека в обществе. Он включает в себя такие факторы, как доход, образование и профессия.

Исследования показали, что люди с более низким СЭС более склонны к развитию диабета 2 типа и ожирению. Это может быть связано с несколькими факторами, включая ограниченный доступ к здоровой пище, ограниченные возможности для физической активности и подверженность хроническому стрессу. Кроме того, люди с низким уровнем СЭС могут иметь ограниченный доступ к медицинскому обслуживанию, что может способствовать развитию этих заболеваний.

Взаимодействие между генетическими и социально-экономическими факторами

Последние исследования показали, что генетические и социально-экономические факторы аддитивно взаимодействуют и влияют на риск развития у человека диабета 2 типа и ожирения. Исследования показали, что у людей с высоким генетическим и высоким социально-экономическим риском распространенность этих заболеваний значительно выше, чем у людей с низким генетическим и низким социально-экономическим риском.

Более того, абсолютное увеличение распространенности метаболических заболеваний при неблагоприятном социально-экономическом риске гораздо выше у людей с высоким генетическим риском, чем у людей с низким генетическим риском. Это позволяет предположить, что меры по улучшению социально-экономической депривации могут снизить распространенность метаболических заболеваний на индивидуальном и общественном уровнях, особенно среди людей с сопутствующим высоким генетическим риском.

Последствия для общественного здравоохранения

Взаимодействие между генетическими и социально-экономическими факторами в развитии диабета 2 типа и ожирения имеет значительные последствия для общественного здравоохранения. Это говорит о том, что для профилактики метаболических заболеваний необходим подход, учитывающий интересы всего человека, а мероприятия в области общественного здравоохранения могут быть наиболее эффективными, если они направлены на тех, кто также имеет повышенный генетический риск.

Более того, результаты исследования показывают, что улучшение социально-экономического статуса может снизить распространенность метаболических заболеваний, особенно среди людей с высоким генетическим риском. Это может включать такие мероприятия, как расширение доступа к здоровой пище, поощрение физической активности и снижение хронического стресса.
В заключение следует отметить, что диабет 2 типа и ожирение являются сложными заболеваниями, которые возникают в результате сложного взаимодействия генетических факторов, факторов окружающей среды и образа жизни. Последние исследования показали, что генетические и социально-экономические факторы взаимодействуют аддитивным образом, влияя на риск развития этих заболеваний. Мероприятия по улучшению социально-экономической депривации могут снизить уровень метаболических заболеваний на индивидуальном и общественном уровнях, особенно среди людей с сопутствующим высоким генетическим риском. Для профилактики метаболических заболеваний необходим подход, учитывающий интересы всего человека, и мероприятия в области общественного здравоохранения могут быть наиболее эффективными, если они направлены на тех, кто также имеет повышенный генетический риск.

Massachusetts General Hospital