Інсулін - це гормон, який виробляє підшлункова залоза, який регулює рівень цукру в крові в організмі. Нове дослідження, проведене Університетом Вюрцбурга, показує, що фізичні вправи можуть стримувати вироблення цього гормону.
Інсулін є життєво важливим гормоном, який відіграє вирішальну роль у регулюванні метаболізму цукру в організмі людини та інших організмів. Механізми, за допомогою яких він виконує це завдання, добре зрозумілі. Проте про контроль над
інсулін
Інсулін - це гормон, який регулює рівень глюкози (цукру) в крові. Він виробляється підшлунковою залозою і вивільняється в кров, коли рівень глюкози в крові підвищується, наприклад, після їжі. Інсулін допомагає транспортувати глюкозу з кровотоку в клітини, де її можна використовувати для отримання енергії або зберігати для подальшого використання. Інсулін також допомагає регулювати обмін жирів і білків. У хворих на діабет організм не виробляє достатньо інсуліну або не реагує на інсулін належним чином, що призводить до високого рівня цукру в крові, що може призвести до серйозних проблем зі здоров’ям, якщо його не лікувати.
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>клітини, що секретують інсулін, і результуюча секреція інсуліну.
Дослідники з біоцентру Юліуса-Максиміліана-Університету (JMU) Вюрцбурга в Німеччині зробили нові відкриття щодо контролю секреції інсуліну в своєму недавньому дослідженні, опублікованому в Current Biology. Команда під керівництвом доктора Яна Аче використала плодову мушку Drosophila melanogaster як модельний організм. Цікаво, що ця муха також виділяє інсулін після їжі, але на відміну від людини, гормон виробляється не клітинами підшлункової залози, а нервовими клітинами мозку.
На малюнку показано зв’язок між рухом і регуляцією клітин, що виробляють інсулін, у плодової мушки. Авторство: Sander Liessem / Університет Вюрцбурга
Електрофізіологічні вимірювання активних мух
Група JMU з'ясувала, що фізична активність мухи сильно впливає на її клітини, що виробляють інсулін. Дослідники вперше виміряли електрофізіологічно активність цих клітин під час ходьби та польоту Дрозофіла.
Результат: коли Дрозофіла починає ходити або літати, його клітини, що виробляють інсулін, негайно пригнічуються y. Коли муха перестає рухатися, активність клітин знову швидко зростає і піднімається вище нормального рівня.
«Ми припускаємо, що низька активність клітин, що виробляють інсулін, під час ходьби та польоту сприяє забезпеченню цукром для задоволення підвищеного попиту на енергію», — говорить доктор Сандер Ліссем, перший автор публікації. «Ми підозрюємо, що підвищена активність після тренування допомагає поповнити запаси енергії мухи, наприклад, у м’язах».
Рівень цукру в крові не відіграє ролі в регуляції
Команда JMU також змогла продемонструвати, що швидке, залежне від поведінки гальмування клітин, що виробляють інсулін, активно контролюється нервовими шляхами. «Це значною мірою не залежить від змін концентрації цукру в крові мухи», — пояснює співавтор доктор Мартіна Хелд.
Для організму має сенс передбачити таким чином підвищену потребу в енергії, щоб запобігти екстремальним коливанням рівня цукру в крові.
Інсулін майже не змінився в процесі еволюції
Чи дозволяють результати зробити висновки про людей? Мабуть.
«Хоча виділення інсуліну у плодових мушок опосередковується іншими клітинами, ніж у людей, молекула інсуліну та її функція майже не змінилися в ході еволюції», — каже Ян Аке. За останні 20 років, використовуючи дрозофілу як модель організму, вже було знайдено відповіді на багато фундаментальних питань, які також могли б сприяти кращому розумінню метаболічних дефектів у людей та пов’язаних із ними захворювань, таких як діабет або ожиріння.
Менше інсуліну означає довголіття
«Одним із захоплюючих моментів є те, що знижена активність інсуліну сприяє здоровому старінню та довголіттю», — каже нам Сандер Ліссем. Це вже було показано на мухах, мишах, людях та інших
вид
Вид — це група живих організмів, які мають набір спільних характеристик і здатні розмножуватися та давати плідне потомство. Поняття виду є важливим у біології, оскільки воно використовується для класифікації та організації різноманітності життя. Існують різні способи визначення виду, але найпоширенішим є концепція біологічного виду, яка визначає вид як групу організмів, які можуть схрещуватися між собою та давати життєздатне потомство в природі. Це визначення широко використовується в еволюційній біології та екології для ідентифікації та класифікації живих організмів.
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>види. Те ж саме стосується і активного способу життя. «Наша робота показує можливий зв’язок, що пояснює, як фізична активність може позитивно впливати на регуляцію інсуліну за допомогою нейронних сигнальних шляхів».
Подальші кроки дослідження
Далі команда Яна Аче планує дослідити, які нейротрансмітери та нейронні ланцюги відповідають за зміни активності, що спостерігаються в клітинах, що виробляють інсулін, у мухи. Ймовірно, це буде складним завданням: велика кількість речовин-посередників і гормонів бере участь у нейромодуляторних процесах, і окремі речовини можуть мати протилежні або додаткові ефекти в комбінації.
Зараз група аналізує багато способів, якими клітини, що виробляють інсулін, обробляють надходження ззовні. Вони також досліджують інші фактори, які можуть вплинути на активність цих клітин, наприклад, вік мухи або її харчовий стан.
«Паралельно ми досліджуємо нейронний контроль поведінки при ходьбі та польоті», — пояснює Ян Аке. За його словами, довгострокова мета його групи полягає в тому, щоб об’єднати ці два дослідницькі питання: як мозок контролює ходьбу та іншу поведінку, і як нервова система забезпечує відповідне регулювання енергетичного балансу?
Довідка: «Залежна від поведінкового стану модуляція клітин, що продукують інсулін Дрозофіла” Сандер Ліссем, Мартіна Хелд, Рітуя С. Бізен, Ханна Хаберкерн, Халук Ласін, Тілль Бокемюль і Ян М. Ахе, 28 грудня 2022 р., Current Biology.
DOI: 10.1016/j.cub.2022.12.005
