Механизм печени

Обнаружен новый механизм связи печени с поджелудочной железой, объясняющий, почему удаление печени сказывается на делении инсулинсекретирующих клеток. Этот феномен, известный медикам уже довольно давно, показал неизвестные ранее сигнальные нервные пути, которые в будущем могут быть использованы медиками для лечения сахарного диабета I типа.

Что общего между печенью и поджелудочной железой? Любой терапевт сразу скажет о вреде алкоголя, который, хотя и действует на эти органы различными способами, все равно остается основной причиной как цирроза, так и панкреатита. А вот эндокринолог наверняка вспомнит обмен сахаров в организме, основные участники которого – поджелудочная железа, мышцы, печень, нервная и жировая ткань, а с недавнего времени – и кости.

Хидэки Катагири, исследователь из Высшей школы медицины при Университете Тохоку, и соавторы публикации в Science не стали претендовать на открытие нового механизма регуляции обмена углеводов, но обнаруженный ими сигнальный путь может помочь в лечении диабета и ожирения ничуть не хуже.

Ученые обнаружили, что печень способна посылать сигналы в поджелудочную железу, стимулируя её бета-клетки к делению с последующим увеличением секреции инсулина.

В этом сугубо фундаментальном открытии, как нередко бывает, помог клинический опыт – врачи не раз замечали, что уровень инсулина у тучных людей повышается и сохраняется надолго благодаря возросшему количеству его единственных продуцентов – бета-клеток. Иногда это может привести к развитию диабета, в данном случае второго типа (или инсулиннезависимого). «Виновны» в появлении заболевания мембранные рецепторы всех клеток нашего тела, при повышенном уровне инсулина в крови теряющие со временем способность связывать этот гормон-регулятор. Поэтому иногда возникает потребность в инъекциях.

Производившиеся эксперименты на животных и раньше показывали какую-то непонятную связь печени и поджелудочной. Например, удаление печени, в отличие от мышечной и жировой ткани, лишает грызунов способности нарастить дополнительные инсулинсекретирующие клетки. Ввиду того, что между пищеварительными железами, к которым относятся и поджелудочная, и печень, существуют многочисленные эндокринные взаимодействия, трудно уловимые научными методами, многие ученые почти смирились с необъяснённостью этого феномена.

Японских эндокринологов это не смутило, и они поставили эксперименты, по техническому исполнению больше напоминающие работы Павлова и Сперанского, нежели современные публикации, пестрящие магниторезонансной томографией, полимеразными цепными реакциями и цветными микрофотографиями.

Предположив, что связь между печенью и поджелудочной железой объясняется нервной регуляцией, они попросту перерезали ветвь блуждающего нерва, идущую от мозга в поджелудочную железу мышей, которых после этого усиленно откармливали. В отличие от их сородичей, довольно быстро набравших вес, такие мыши хотя и сохраняли полноценную структуру поджелудочной железы, но вот к увеличению количества клеток были не способны.

Поскольку ветви блуждающего нерва подходят почти ко всем внутренним органам, то вполне логичной в данном случае выглядела гипотеза, что сигнал по нерву проходит от одного органа к другому. Несмотря на «однонаправленность» проведения любого сигнала по нервным волокнам, чаще всего они содержат как «чувствительные», так и «исполнительные» пути.

Аналогичный «хирургический» путь проверки правдивости этой гипотезы, при котором перерубалась ветка блуждающего нерва между печенью и поджелудочной, предположения не подтвердил, зато ученым удалось найти другую чувствительную веточку, отвечающую за феномен связи поджелудочной с печенью.

То, что нервные сигналы не «замыкаются» в животе, а обязательно проходят через мозг, Катагири и соавторы подтвердили удалением участка среднего мозга, содержащего проводящие пучки нервов. Как и предполагалось, мыши, набравшие изрядное количество лишнего веса, при этом потеряли способность к делению бета-клеток.

Тем же, кто желает воспользоваться открытием ученых в практических целях, можно не бояться вживления стимулирующих электродов в мозг, печень или поджелудочную железу.

Помимо нервного пути, эндокринологи обнаружили и активацию фермента внеклеточной регулируемой киназы (ERK), так что уже в скором времени возможно появление фармакологических препаратов, таким опосредованным образом способствующих делению бета-клеток и возрастанию уровня инсулина в крови.