Учёные факультета физической культуры Томского госуниверситета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете 2 типа (СД2). Для этого был организован масштабный четырёхмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире ещё никто не проводил. Животные с искусственно сформированным СД2 подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей, а утренние – приводили к понижению сахара. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Учёные намерены проверить эту гипотезу. Данные исследований изложены в высокорейтинговом журнале «Frontiers in Phusiology» (Q1).
– Сахарный диабет второго типа, который также называют инсулиннезависимым, обусловлен тем, что мышцы не могут эффективно утилизировать сахар, – объясняет заведующий кафедрой спортивно-оздоровительного туризма, спортивной физиологии и медицины ФФК ТГУ Леонид Капилевич. – По данным ВОЗ, количество больных сахарным диабетом в мире сильно возросло: в период с 1980 по 2014 года – со 108 миллионов до 422 миллионов человек. СД2 страдает более 95 процентов всех диабетиков. Ранее считалось, что СД2 – болезнь взрослых, но всё чаще сахарных диабет второго типа развивается у детей.
Сейчас его корректируют с помощью непрерывной строгой диеты и лекарственных препаратов. Наряду с этим известно, что понизить сахар помогает физическая нагрузка. Задачей проекта ученых ТГУ было выяснить, какие упражнения и при каких условиях обеспечивают максимально эффективное «сжигание» сахара, а также поиск «ключа», обеспечивающего запуск этого механизма на молекулярном уровне.
Для этого исследователи организовали масштабный эксперимент с участием 240 мышей. Животные так называемой «чистой линии» были выращены под заказ в виварии НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга. При этом половину животных дорастили до «преклонного» возраста восьми месяцев, что у человека соответствует примерно 65-80 годам. У половины группы с помощью специального питания за три месяца был сформирован СД2. После этого испытуемые приступили к тренировкам на беговой дорожке.
– Оборудование было сделано под заказ, на нём можно менять угол подъёма, скорость движения и другие параметры, – говорит Леонид Капилевич. – Несмотря на то, что у тренажёра 10 дорожек и одновременно могут заниматься 10 животных, эксперимент оказался очень трудозатратным, поскольку тренировалось много групп: одни мыши бегали утром, другие вечером, а также те, у кого время тренировок чередовали. Помимо этого, были группы, которые тренировались при ярком свете или практически в полной темноте. Такие условия создавались намеренно, чтобы выяснить, будет ли разница в результате. У мышей период естественной активности – это ночь. Свет для них стрессовый фактор, от которого они всегда пытаются укрыться.
В процессе тренировок исследователи оценивали у опытных и контрольных групп целый ряд показателей, включая вес, уровень глюкозы в крови животных и другие. Оказалось, что наибольший КПД для снижения массы тела имели вечерние тренировки, то есть в период естественной активности мышей. Для снижения сахара в крови и борьбы с диабетом наиболее эффективными были пробежки утром, что является самым некомфортным временем для животных, ведущих ночной образ жизни.
Есть предположение, что повысить КПД тренировок и эффективность утилизации сахара помогал выброс гормонов стресса. В дальнейших исследованиях учёные намерены проверить эту гипотезу. Уже подана заявка на продление гранта РНФ. Если она будет одобрена, исследователи смогут найти ответы ещё на ряд вопросов. В том числе проследить, как ведёт себя сигнальная молекула, запускающая процесс утилизации глюкозы.
Обнаружить её и подтвердить функционал белка STAT3 в качестве стартового «ключа» в запуске утилизации глюкозы учёным ФФК ТГУ удалось год назад. В последующих исследованиях они предполагают посмотреть, как поведение молекулы меняется в зависимости от изменения условий тренировок.
– Если экстраполировать полученные данные на человека, то оптимальное время тренировок изменится с точностью до наоборот, поскольку люди активны днём, а не ночью, – отмечает Леонид Капилевич. – То есть вечерние тренировки могут быть наиболее полезны с точки зрения снижения уровня глюкозы, утренние – для снижения массы тела. Впрочем, чтобы подтвердить этот факт, необходимо провести эксперимент с участием добровольцев-спортсменов. Мы очень надеемся, что удастся это сделать. Получив теоретические данные, можно будет разработать практические рекомендации для людей разного возраста с учётом тех целей, которые они намерены добиться с помощью тренировок.
Добавим, что исследования учёных ТГУ нацелены на решение одной из приоритетных задач СНТР – переходу к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и новым подходам в здоровьесбережении.
