Почему эпизоды низкого уровня сахара в крови ухудшают заболевание глаз у людей с диабетом
Люди с диабетом, которые испытывают периоды низкого уровня сахара в крови — обычное явление для тех, кто плохо знаком с управлением уровнем сахара в крови, — с большей вероятностью будут иметь ухудшение диабетической болезни глаз. Исследователи из Johns Hopkins Medicine говорят, что они связали такой низкий уровень сахара в крови с молекулярным механизмом, который включается в клетках глаза, страдающих от кислородного голодания.
Результаты исследования с участием клеток глаза человека и мыши и интактной сетчатки, выращенных в среде с низким содержанием сахара (с низким содержанием глюкозы) в лаборатории, а также мышей с низким уровнем глюкозы были опубликованы в январском выпуске Cell Reports.
«Временные эпизоды низкого уровня глюкозы случаются один или два раза в день у людей с инсулинозависимым диабетом и часто у людей, впервые диагностированных с этим заболеванием», — говорит Акрит Содхи, доктор медицинских наук, профессор офтальмологии им. Глазной институт Уилмера при Университете Джона Хопкинса. Низкий уровень глюкозы также может возникать во время сна у людей с инсулиннезависимым диабетом. «Наши результаты показывают, что эти периодические низкие уровни глюкозы вызывают увеличение определенных белков клеток сетчатки, что приводит к чрезмерному росту кровеносных сосудов и ухудшению диабетического заболевания глаз», — добавляет Содхи.
Заболевания глаз у людей с диабетом являются одной из наиболее предотвратимых причин слепоты в США. Диабетическая ретинопатия, которая встречается у трети людей с диабетом, характеризуется разрастанием аномальных кровеносных сосудов в сетчатке.
Содхи говорит, что текущее исследование предполагает, что люди с диабетической ретинопатией могут быть особенно уязвимы к периодам низкого уровня глюкозы, и поддержание стабильного уровня глюкозы должно быть важной частью контроля уровня глюкозы.
Для исследования исследователи проанализировали уровни белка в клетках сетчатки человека и мыши, а также в интактной сетчатке, выращенной в среде с низким содержанием глюкозы в лаборатории, а также у мышей, у которых иногда наблюдался низкий уровень сахара в крови.
Исследователи обнаружили, что низкий уровень глюкозы в клетках сетчатки глаза человека и мыши вызывает каскад молекулярных изменений, которые могут привести к избыточному росту кровеносных сосудов. Во-первых, исследователи увидели, что низкий уровень глюкозы вызывает снижение способности клеток сетчатки расщеплять глюкозу для получения энергии.
Когда исследователи изучили так называемые глиальные клетки Мюллера, которые являются вспомогательными клетками для нейронов сетчатки и зависят в основном от глюкозы для производства энергии, они обнаружили, что клетки увеличили экспрессию гена GLUT1, который производит белок, который транспортирует глюкозы в клетки.
Исследователи обнаружили, что в ответ на низкий уровень глюкозы в клетках повысился уровень транскрипционного фактора, называемого фактором, индуцируемым гипоксией (HIF)-1α. Это включило клеточный механизм, включая GLUT1, необходимый для улучшения их способности использовать доступную глюкозу, сохраняя ограниченный кислород, доступный для производства энергии нейронами сетчатки.
Однако в среде с низким содержанием кислорода, как это происходит в сетчатке пациентов с диабетическим поражением глаз, эта нормальная физиологическая реакция на низкий уровень глюкозы вызывает поток белка HIF-1α в ядро клетки, центр управления клетками.
Это привело к увеличению выработки белков, таких как VEGF и ANGPTL4, которые вызывают рост аномальных протекающих кровеносных сосудов — основного виновника потери зрения у людей с диабетическим заболеванием глаз.
Исследователи планируют изучить, может ли низкий уровень глюкозы у людей с диабетом влиять на аналогичные молекулярные пути в других органах, таких как почки и мозг.
Содхи говорит, что путь HIF-1α может служить эффективной мишенью для разработки новых методов лечения диабетической болезни глаз.