Спящих мышей случайно вылечили от диабета магнитом
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.
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.
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
Также на когнитивное снижение повлияли варианты Гена APOE: аллель APOE4 его ускорила, а аллель APOE2 — замедлила
Исследователи из Колумбии и США изучили, как генотип аполипопротеина и годы образования влияют на когнитивные функции при наследственной болезни Альцгеймера. Выяснилось, что у носителей мутации PSEN1 E280A, связанной с семейной болезнью Альцгеймера, когнитивное снижение наступает раньше и развивается быстрее, если у них в то же время есть аллель APOE4, а у таких же носителей, но с аллелью APOE2, это снижение происходит медленнее. Также более медленное снижение когнитивных способностей было характерно для пациентов, которые больше лет жизни потратили на учебу, — и это к тому же ослабляло влияние особенно опасных вариантов APOE. Результаты опубликованы в Nature Communications. При семейной или наследственной болезни Альцгеймера (БА) когнитивный спад наступает рано и за несколько лет прогрессирует до слабоумия. Семейную болезнь Альцгеймера вызывают некоторые мутации, например, мутация E280A в гене мембранного белка пресенелина PSEN1. Еще один ген, влияющий на развитие и течение БА — ген белка аполипопротеина Е (APOE). Разные варианты этого гена связаны с большим или меньшим риском спорадической (ненаследственной) болезни Альцгеймера: аллель APOE4 повышает риск, а аллель APOE2 снижает его. О том, как варианты APOE влияют на развитие семейной БА известно мало. Одно небольшое исследование показало, что деменция у носителей мутации PSEN1 E280A наступает раньше, если у них есть аллель APOE4. Другое исследование не обнаружило влияния APOE4, но выявило, что аллель APOE2 задерживает клиническое начало заболевания примерно на 8 лет. Кроме того, на развитие БА влияют другие факторы: образ жизни, социально-экономические условия и другие показатели здоровья. Стефани Лангелла (Stephanie Langella) из Гарвардской медицинской школы вместе с коллегами из Колумбии и США решила выяснить, как варианты APOE и количество лет учебы влияют на когнитивные показатели пациентов с наследственной БА (исследователи не выделяли отдельно высшее образование или ученую степень, а смотрели именно на число лет, уделенных образованию). Для этого они проанализировали данные 675 носителей мутации E280A и 594 пациентов, у которых этой мутации не было. Носители и неносители мутации были членами одних и тех же семей. Ученые сравнивали баллы пациентов в краткой шкале оценки психического статуса (MMSE), которую используют для диагностики клинических проявлений деменции. Баллы MMSE у носителей и неносителей мутации PSEN1 E280A начинали различаться уже в возрасте 31,5 года — с этого момента когнитивные показатели носителей снижаются намного быстрее. У пациентов с мутацией E280A, у которых также была аллель APOE4 (141 человек), клиническое начало БА было более ранним, а у пациентов с мутацией E280A, но без аллели APOE4 (534 человека) — наоборот, наступало позже. Расхождения начинались в возрасте 44,3 лет — как раз во столько появляются первые признаки болезни Альцгеймера у пациентов с наследственной формой. Другая аллель, APOE2, напротив, была связана с более медленным когнитивным снижением в группе носителей PSEN1 E280A. А вот когнитивные траектории пациентов без мутации E280A были примерно одинаковыми и не зависели в от варианта APOE. Также исследователи обнаружили, что возраст начала клинических проявлений БА у пациентов с мутацией PSEN1 E280A зависел от количества лет, которые они потратили на учебу. Их когнитивные показатели снижались тем медленнее, чем больше они учились, — и это проявлялось особенно сильно у носителей аллели APOE4 и неносителей APOE2. То есть отрицательный эффект аллели APOE4 ослаблялся. Почти то же было и с неносителями мутаций, связанных с БА: более долгая учеба была связана с более высокими баллами MMSE, но здесь варианты APOE роли не играли. Пока не ясно, как именно аллель APOE4, связанная с большим риском, ухудшает течение семейной болезни Альцгеймера, и как другая аллель — APOE2 — от нее защищает. Но, как видно, большая продолжительность учебы снижает дополнительный риск. А иногда от вредного действия мутаций защищают другие мутации. Недавно исследователи обнаружили мутацию, которая отсрочила развитие семейной болезни Альцгеймера у мужчины. Это был редкий вариант гена RELN — H3447R или RELN-COLBOS. Клинические проявления начались у пациента почти на 20 лет позже обычного. Мужчина был не первым счастливчиком: до этого подобный случай был с женщиной, у нее мутация была как раз в гене APOE.