giphy
Американские ученые случайно повысили чувствительность к инсулину и нормализовали уровень сахара в крови мышей-диабетиков, подвергнув их воздействию электромагнитного поля. Статья опубликована в журнале Cell Metabolism.
Диабет второго типа — тяжелое заболевание, несущее значительные риски возникновения осложнений и преждевременной смерти. В мире насчитывается более 360 миллионов больных, около 1,5 миллиона в год умирают от последствий болезни. В отличие от диабета первого типа, повышенный уровень сахара в крови связан не с недостатком инсулина, а с нечувствительностью к нему клеток организма и, в первую очередь, клеток печени. Резистентность возникает, в том числе из-за нарушения окислительно-восстановительного баланса в организме.
Повышение чувствительности к инсулину — краеугольный камень лечения и профилактики диабета. Как правило, для этого прописывают препараты, а также рекомендуют увеличить подвижность и перейти на диету с пониженным содержанием «простых» углеводов. К сожалению, не всем больным удается последовательно придерживаться рекомендаций, и у миллионов возникают тяжелые осложнения, приводящие, в том числе, к почечной недостаточности, слепоте и ампутациям конечностей из-за повреждений сосудов и нервов.
Группе ученых во главе с Кальвином Картером (Calvin Carter) и Санни Хван (Sunny Huang) удалось добиться повышения чувствительности к инсулину и снижения уровня сахара в крови мышей с диабетом за месяц бесконтактных процедур, проводимых тогда, когда животные спали.
Добиться терапевтического эффекта удалось путем одновременного воздействия статического магнитного и электростатических полей. Эксперимент привел к увеличению количества циркулирующих антиоксидантов и изменил окислительно-восстановительный баланс. Это, в свою очередь, снизило резистентность к инсулину и нормализовало гликемию крови.
ROS — активные формы кислорода, sBE — магнитное и электростатические поля
Carter et al. / Cell Metabolism, 2020
Это открытие сделано было во многом случайно. Санни Хван, аспирантка на программе молекулярной медицины в университете Айовы, практиковала навык забора крови и оценки гликемии у лабораторных мышей-диабетиков. По стечению обстоятельств часть животных, которых она отобрала для забора анализа, до этого использовались в исследовании влияния электромагнитных полей на мозг и поведение.
Результаты анализа оказались неожиданными: у мышей этой группы была нормальная гликемия, что нехарактерно для страдающих диабетом животных. Убедившись в том, что это не разовая аномалия, группа ученых провела серию экспериментов, чтобы оценить эффект магнитных полей на гликемию крови и выявить возможный механизм действия.
Эксперименты проводились на трех типах модельных мышей с диабетом второго типа. Это животные линий BBS (синдром Барде — Бидля) и db/db (имеющие недостаток рецептора к лептину), а также обычные мыши, диабет у которых был вызван высокожировой диетой. В качестве контроля использовались обычные лабораторные животные. Авторы не сообщают о количестве животных в каждой группе, но пишут, что размеры экспериментальной и контрольной выборок соответствовали принятым в исследованиях гликемии на мышиных моделях.
На первом этапе эксперимента мыши содержались в клетках, где подвергались постоянному воздействию статических полей на протяжении 30 дней. Для исключения влияния магнитного поля земли на ход эксперимента, сила экспериментального воздействия превышала его в 100 раз.
По словам авторов, результаты их удивили: к концу эксперимента уровень сахара в крови натощак снизился на 43 процента у мышей линии BBS и на 33 процента у мышей оставшихся двух типов. Помимо гликемии натощак ученые также провели глюкозотолерантный тест. Падение уровня сахара крови после пика, вызванного инъекцией глюкозного раствора, у экспериментальных животных было значительно ближе к нормальному. В обоих анализах значимого влияния на гликемию здоровых животных процедура не оказала.
B. FBG — уровень сахара крови натощак, WT — здоровые мыши дикого типа, BBS — мыши-диабетики с синдромом Барде — Бидля, CTRL — контрольная группа, sBE — экспериментальная группа. C. Глюкозотолерантный тест. NCD — здоровые мыши на обычной диете. HFD — мыши-диабетики на высокожировой диете. sBE — воздействие электромагнитных полей. D. Глюкозотолерантный тест. WT — здоровые мыши дикого типа, db/db — мыши-диабетики с дефицитом лептинового рецептора, sBE — воздействие электро-магнитных полей.
Carter et al. / Cell Metabolism, 2020
На втором этапе эксперимента ученые решили сократить время воздействия до семи часов в сутки, совпадающих со временем сна животных. Потенциально это имеет большое клиническое значение: страдающий диабетом человек может поспать несколько часов с медицинским прибором, но вряд ли сможет носить его постоянно.
Эффект ограниченного по времени воздействия также оказался существенным. У экспериментальных животных наблюдалось значительное улучшение гликемии, крайне близкое к тому, которое выявили у мышей, подвергавшихся воздействию полей постоянно.
Для изучения механизма действия магнитного поля был проведен ряд экспериментов, позволивших определить, что влияние достигалось за счет увеличения производства молекул антиоксидантов митохондриями клеток печени. Это, в свою очередь, изменяло окислительно-восстановительный баланс и приводило к увеличению чувствительности к инсулину.
Между мышами и человеком огромная разница, поэтому следующим этапом исследований должна стать проверка этой методики на более крупных животных.
Хотя пока что лечить диабет во сне не получится, существуют эффективные стратегии борьбы с этим заболеванием во время бодрствования: так, две трети молодых диабетиков вышли в ремиссию, просто делая зарядку и ограничивая себя в калориях. Ну а одиноким людям старше 50 стоит начать больше общаться — одиночество оказалось независимым фактором риска развития заболевания.
Яков Карда