Почти 40 процентов американцев — более 120 миллионов человек — страдают диабетом или предиабетом. Диабет возникает, когда поджелудочная железа не может вырабатывать достаточно инсулина для удаления сахара из крови.
«Мы предположили, что, когда люди едят продукты с высоким содержанием жиров и набирают лишний вес, бета-клетки их поджелудочной железы не могут производить достаточное количество инсулина», — говорит главный исследователь Рагхавендра Мирмира. В более ранних исследованиях эти исследователи и их сотрудники из Медицинской школы Восточной Вирджинии показали, что 12-LO (что означает 12-липоксигеназа) присутствует в этих клетках только у людей с избыточным весом.
Вредные маленькие молекулы, возникающие в результате ферментативного действия 12-LO, известны как HETE, сокращенно от гидроксиэйкозатетраеновой кислоты. HETE повреждают митохондрии, которые затем не могут вырабатывать достаточно энергии, чтобы клетки поджелудочной железы могли производить необходимое количество инсулина.
Для исследования исследователи генетически сконструировали мышей, у которых отсутствовал ген 12-LO исключительно в клетках поджелудочной железы. Мышей кормили диетой с низким или высоким содержанием жиров.
И у контрольных мышей, и у мышей с нокаутом на диете с высоким содержанием жиров развились ожирение и инсулинорезистентность. Исследователи также исследовали бета-клетки поджелудочной железы как нокаутных, так и контрольных мышей, используя как микроскопические исследования, так и молекулярный анализ.
Те из мышей с нокаутом были интактными и здоровыми, в то время как мыши из контрольной группы показали окислительное повреждение, демонстрируя, что 12-LO и полученные HETE вызывали отказ бета-клеток.
Мирмира отмечает, что жирная диета, использованная в исследовании, была западной диетой, которая состоит в основном из насыщенных — «плохих» жиров.
Частично основываясь на недавнем исследовании связанных метаболических путей, он говорит, что ненасыщенные и мононенасыщенные жиры, составляющие большинство жиров в здоровой средиземноморской диете с относительно высоким содержанием жиров, вряд ли будут иметь такие же эффекты.
«Наше исследование — первое, показывающее, что 12-LO в бета-клетках является виновником развития преддиабета после диеты с высоким содержанием жиров», — говорит Мирмира. «Наша работа также придает большое значение представлению о том, что бета-клетка является первичной дефектной клеткой практически во всех формах диабета и преддиабета."