Хиберниращите мечки може да крият ключ към лечението на диабета

Природа Наука • •

Учени откриха осем ключови протеина, които предотвратяват диабета при мечките гризли. Същите протеини се откриват и при хората.

Мечките гризли могат да тежат до 360 кг. На снимката мечка в плен в WSU Bear Center.

Мечките гризли могат да тежат до 360 кг. На снимката мечка в плен в WSU Bear Center.

© Робърт Хъбнър / Вашингтонски държавен университет

Ако човек погълне десетки хиляди калории на ден, увеличавайки размера и теглото си, след което почти не се движи в продължение на месеци, резултатите за здравето му ще са катастрофални. Учените отдавна се питат защо това поведение не води до диабет при мечките. Сега те имат отговорите.

Изследователи от Вашингтонския държавен университет откриват генетични улики за това как тези животни са способни да контролират своя инсулин. Резултатите им, публикувани в iScience, могат да доведат до по-добро лечение на диабет при хората.

Инсулинът е хормон, открит в повечето бозайници, който регулира нивата на кръвната захар в тялото. Но ако в кръвния поток навлезе много захар, с времето клетките спират да реагират и стават резистентни към инсулина. Това е водеща причина за диабет тип 2 - заболяване, което може да причинява инфаркти, инсулти и слепота. За разлика от хората обаче, мечките могат да контролират инсулиновата си резистентност - като я включват и изключват, подобно на ключ на лампа.

За да разберат как се случва това, изследователите вземат кръвни проби от шест мечки гризли, на възраст между пет и 13 години в WSU Bear Center - изследователски център в Пулман, Вашингтон. Също така, те събират и мастна тъкан, която използват за отглеждане на клетъчни култури в лабораторията. „Това ни позволява да тестваме неща, които не бихме могли да направим в напълно пораснала мечка“, казва съавторът на изследването Блеър Пери, изследовател в университета.

Експериментът помага на екипа да разбере как мечките контролират инсулина си: осем ключови протеина изглежда имат уникална роля в биологията на мечките – и те могат да работят както независимо, така и заедно, за да регулират хормона по време на хибернация.

Разбирането на тези процеси и ролята на осемте протеина може да допълни знанията на учените относно човешката инсулинова резистентност, казва Пери, тъй като ние споделяме повечето от гените си с мечките.

Сезоните на мечките

Мечките гризли, които се срещат в части от западната част на САЩ, Канада и Аляска, преминават през три етапа на година: активност, хиперфагия и хибернация. През пролетта и лятото масивните бозайници прекарват времето си в търсене на храна, чифтосване и грижи за потомството. След това, през есента, животните преминават в хиперфагия, когато „почти цялата им енергия е посветена на това да ядат колкото е възможно повече“, казва Пери.

Мечки гризли търсят храна в WSU Bear Center в Пулман, Вашингтон. Това е единствената по рода си изследователска база в САЩ.

Мечки гризли търсят храна в WSU Bear Center в Пулман, Вашингтон. Това е единствената по рода си изследователска база в САЩ.

© Робърт Хъбнър / Вашингтонски държавен университет

През това време мечките консумират до 20 000 калории на ден и наддават до осем килограма всеки ден, за да се подготвят за предстоящата зима.

Когато заспят в началото на зимата, те разчитат на своите мастни натрупвания да ги поддържат през студените месеци. Хибернацията е „повече от просто дълбок сън“, казва Пери. „Случват се много физиологични промени, които позволяват на мечките да преживеят тези дълги зими без храна.“ Техният метаболизъм и сърдечната честота намаляват, и те стават инсулиново резистентни.

Но хибернацията при мечките не е същинска – имат и периоди на будност, по време на които се движат, но не се хранят. Когато изследваните мечки се събуждат, екипът ги храни с медена вода – любимото им лакомство - в продължение на две седмици, след което взема кръвни проби, които сравнява с пробите, взети през пролетта и лятото.

В лабораторията те комбинират различни кръвни проби с клетъчни култури от различни типове - например смесват клетъчна култура от мастна тъкан, взета от хиберниращи мечки, с кръвни проби, взети от активни мечки. Това позволява на учените да видят какви генетични промени настъпват в клетките.

От всички изследвани комбинации, кръвният серум, взет от хранени с мед зимуващи мечки, помага най-много за стесняване и достигане до онези осем ключови протеина, участващи в регулирането на инсулиновата чувствителност и резистентност.

Видео: На какво се дължи ненаситният апетит на гризли

За Майк Савая, биолог и специалист по мечки в Sinopah Wildlife Research Associates, който не участва в проучването, „идентифицирането на тези осем протеина е важна стъпка“. “Голямото предимство на това „завладяващо проучване“ е колко много последици може да има хибернацията на мечките за човешкото здраве”, продължава той.

Една стъпка по-близо до превенция на диабет

Докато инсулиновата резистентност и последствията от нея са добре проучени, има какво да се научи за нейната генетика. Изследването на това как една мечка преминава и излиза от инсулинова резистентност всяка година дава на учените „уникална възможност“ да разберат по-добре процеса, добавя Пери.

Например, откриването на начин как да се манипулират тези осем протеина при хората може потенциално да „изведе човека от инсулинова резистентност“, казва Пери. Такива лекарства или интервенции все още са много далеч, „но ние се приближаваме към това“, казва той.

Савая се съгласява, че това „определено е още едно парче от пъзела“ и се надява, че разкриването на мистериите на физиологията на мечките може да доведе до превенция на диабета.

В бъдещи проучвания екипът се надява да проучи как точно тези специфични протеини изключват инсулиновата резистентност при мечките.