Ученые из Томского государственного университета завершили пятилетнее исследование, нацеленное на разработку эффективных методов снижения уровня глюкозы в крови у пациентов с сахарным диабетом второго типа (СД2). Это исследование представляет собой масштабный эксперимент, уникальный для мировой науки, в рамках которого было задействовано 300 лабораторных животных, а также специализированное оборудование. Результаты исследования были опубликованы в журнале «International Journal of Molecular Science, » имеющем высокий индекс влияния.
СД2 характеризуется нарушением обработки сахара в организме у пациентов, у которых продолжает вырабатываться инсулин, но он не выполняет свои функции. В основном, лечение этого заболевания в настоящее время сводится к диете и физической активности. Однако, научные исследования нацелены на выявление оптимального времени для физических тренировок, которое максимально способствует снижению уровня сахара в крови у пациентов с СД2.
После развития сахарного диабета у части мышей были предоставлены интенсивные физические нагрузки. Эти мыши ежедневно тренировались на беговой дорожке, исключительно разработанной для этого эксперимента. Тренировки проводились в разное время дня: утром (8:30), вечером (20:30) и в недельном режиме, чередуя утренние и вечерние тренировки. Кроме того, в эксперименте участвовали группы с диабетом, которые не подвергались физическим нагрузкам, а также контрольная группа здоровых мышей, которые также участвовали в тренировках.
Во второй части проекта исследования были проведены с мышами возрастом 10 месяцев, что соответствует возрасту около 50-60 лет человека, когда обычно проявляются симптомы сахарного диабета. Этот этап был особенно затратным, так как обычно лабораторные мыши используются в исследованиях только в раннем возрасте. Однако, для этого проекта были выращены мыши необходимого возраста специально для исследования.
В завершение эксперимента, который включал тренировки длительностью в месяц, ученые проанализировали данные, включая изменения в массе тела, скорости снижения уровня глюкозы в крови, и уровни белков и ферментов, связанных с обработкой сахара в мышцах.
Проведение исследований с участием разновозрастных групп животных позволило ученым ТГУ выявить разницу в эффективности тренировок у взрослых и молодых особей. Это также дало возможность предположить, какой режим будет оптимальным для коррекции обмена веществ у человека. В частности, было установлено, что эффект от занятий для мышей, являющихся животными ночного образа жизни, более выражен утром, то есть в тот период суток, когда организм уже настроен на отдых. Соответственно, если экстраполировать полученные данные на человека, ведущего дневной образ жизни, то лучше тренироваться вечером.
— Это несколько противоречит самому распространенному тренду, согласно которому зарядку надо делать утром, — отмечает Леонид Капилевич. — Однако большого противоречия в этом нет, потому, что мы в своих исследованиях делаем акцент именно на лечебном аспекте и рассматриваем тренировку не как общеукрепляющий комплекс упражнений, а с точки зрения коррекции углеводного обмена. Интересным фактом является то, что у молодых животных тренировки быстрее снижают массу тела, но уменьшение уровня глюкозы в крови происходит медленнее. У возрастных особей наоборот — сахар снижается быстрее, а вес медленнее.
С чем это связано, пока неизвестно. Возможно, с особенностями обмена веществ и продукцией гормонов, которые с возрастом изменяются. С этим вопросом ученым еще предстоит разобраться. Наряду с этим исследователи проанализировали выработку белка Glut 4, отвечающего за процесс переноса глюкозы к клетки мышц, в которых происходит переработка сахара. Этот белок чувствителен к инсулину, при недостатке которого Glut 4 перестает работать. В ходе анализа было отмечено, что при формировании диабета у мышей выработка данного белка существенно снижалась. При последующих физических нагрузках содержание его восстанавливалось на 70-80 процентов, что позволяло возобновить перенос глюкозы и ее переработку мышцами. Параллельно повышалось содержание некоторых белков и ферментов, к примеру, фермента митохондрии, которая активно участвует в выработке энергии в клетках, за что митохондрию порой называют «силовой станцией».
— Это говорит о том, что тренировки работают не как вспомогательный, а как ключевой механизм, напрямую влияющий на патогенез сахарного диабета, — подчеркивает Леонид Капилевич.
— Поэтому грамотно подобранные физические нагрузки в правильное время способны улучшить состояние человека, снизить концентрацию глюкозы в крови и, соответственно, уменьшить дозу или количество принимаемых препаратов.
Ученые ТГУ намерены подать новую заявку на грант РНФ и продолжить исследования. В частности, с помощью экспериментов оценить возможность предотвращения сахарного диабета, например, посмотреть, какой результат даст двигательная активность, если начать ее раньше, чем произошло формирование диабета, и какой эффект дадут тренировки, начатые параллельно с формированием СД.
