Interfax-Russia.ru — Томские ученые выяснили, в какое время лучше всего тренироваться "диабетикам". Исследование заняло 5 лет.
Специалисты Томского государственного университета (ТГУ) провели масштабный эксперимент, чтобы определить оптимальное время для физических нагрузок у пациентов с сахарным диабетом второго типа (СД 2). Исследование длилось пять лет, опыты проводили на 300 лабораторных животных. Результаты работы представлены в международном научном журнале International Journal of Molecular Science (Q1).
"Особенностью сахарного диабета второго типа является то, что у больных вырабатывается инсулин, но он не работает. Причина в том, что процесс транспорта сахара в мышцы, где происходит его утилизация, нарушен", — пояснил руководитель проекта, заведующий кафедрой спортивно-оздоровительного туризма, спортивной физиологии и медицины факультета физической культуры ТГУ Леонид Капилевич.
Состояние таких пациентов корректируется при помощи жесткой диеты и медикаментов. Также определенный результат дают физические нагрузки.
"Задачей проекта было выяснить, в какое время тренировки дают максимальный эффект с точки зрения снижения глюкозы в крови", — сказал Капилевич.
В первой части эксперимента ученые задействовали мышат месячного возраста, что в экстраполяции на человека соответствует примерно 18 годам. В течение трех месяцев грызунов кормили калорийной пищей с увеличенным количеством жиров и углеводов — салом, орехами, сгущенным молоком и другими лакомствами, а также ограничивали их подвижность.
"Именно такой дисбаланс в питании в сочетании с малоподвижным образом жизни зачастую приводит к развитию метаболического синдрома у людей", — пояснили в ТГУ.
После того, как у мышей сформировался сахарный диабет второго типа, несколько групп животных "отправили на тренировки".
"Грызуны ежедневно тренировались по 40 минут на беговой дорожке, специально изготовленной по заказу ученых на одном из томских предприятий. Одновременно на пробежку выходили 10 животных, причем, у одной группы тренировки начинались в 8:30 утра, у второй — вечером, в 20:30, третьей группе время тренировок изменяли: неделя — утром, неделя — вечером", — рассказали в вузе.
Часть мышей с диабетом исследователи не тренировали. Тренировалась и контрольная группа здоровых грызунов.
На втором этапе проекта специалисты провели аналогичные исследования с 10-месячными мышами, что соответствует человеческим 50-60 годам. Именно в этом возрасте у людей обычно появляются первые симптомы диабета.
"Специально по нашему заказу в НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга нам дорастили мышей до нужного возраста. Далее у части из них был сформирован сахарный диабет второго типа. Эти животные вместе с мышами контрольной группы были задействованы в эксперименте", — сообщил Леонид Капилевич.
Тренировки у грызунов обеих возрастных групп длились ровно месяц. Затем ученые приступили к анализу данных. Они оценивали у подопытных изменение массы тела, темпы снижения уровня глюкозы в крови, а также показатели некоторых белков и ферментов, непосредственно участвующих в процессе утилизации сахара в организме мышей.
В итоге эксперимент показал, что для мышей, которые по своей природе являются ночными животными, наибольший эффект от занятий достигается утром — то есть в то время, когда их организм уже настроен на отдых. Соответственно, если экстраполировать полученные данные на человека, ведущего дневной образ жизни, то лучше тренироваться вечером.
"Это несколько противоречит самому распространенному тренду, согласно которому зарядку надо делать утром. Однако большого противоречия в этом нет, потому, что мы в своих исследованиях делаем акцент именно на лечебном аспекте и рассматриваем тренировку не как общеукрепляющий комплекс упражнений, а с точки зрения коррекции углеводного обмена", — отметил Капилевич.
Также в процессе исследования ученые выяснили, что молодые животные быстрее возрастных особей худеют от тренировок. Однако уровень сахара в крови наоборот скорее падает у более взрослых мышей, чем у их юных соплеменников. Специалисты предполагают, что это может быть связано с особенностями обмена веществ и продукцией гормонов, которые с возрастом изменяются.
Вместе с тем, в ходе эксперимента исследователи также проанализировали выработку белка Glut 4, отвечающего за процесс переноса глюкозы в клетки мышц, в которых происходит переработка сахара. Этот белок чувствителен к инсулину, при недостатке которого Glut 4 перестает работать.
"В ходе анализа было отмечено, что при формировании диабета у мышей выработка данного белка существенно снижалась. При последующих физических нагрузках содержание его восстанавливалось на 70-80%, что позволяло возобновить перенос глюкозы и ее переработку мышцами", — пояснили в вузе.
Параллельно повышалось содержание некоторых белков и ферментов, к примеру, фермента митохондрии, которая активно участвует в выработке энергии в клетках, за что митохондрию порой называют "силовой станцией".
"Это говорит о том, что тренировки работают не как вспомогательный, а как ключевой механизм, напрямую влияющий на патогенез сахарного диабета. Поэтому грамотно подобранные физические нагрузки в правильное время способны улучшить состояние человека, снизить концентрацию глюкозы в крови и, соответственно, уменьшить дозу или количество принимаемых препаратов", — подчеркнул руководитель научного проекта.
По данным пресс-службы вуза, ученые ТГУ планируют продолжить исследования в этом направлении.
"В частности, с помощью экспериментов специалисты хотят оценить возможность предотвращения сахарного диабета — посмотреть, какой результат даст двигательная активность, если начать ее до того, как произошло формирование СД, и какой эффект дадут тренировки, начатые параллельно с развитием болезни", — пояснили в университете.
Ранее исследовательская группа из Лундского университета в Швеции обнаружила особый ген, связывающий способность мышечных стволовых клеток создавать новые зрелые мышечные клетки, а также влияющий на развитие диабета. В частности, ученые установили, что у людей с диабетом 2 типа ген VPS39 значительно менее активен в мышечных клетках.
"Ген важен, когда мышечные клетки поглощают сахар из крови и строят новые мышцы. Наше исследование — первое в истории, связывающее этот ген с диабетом 2 типа", — сообщал портал Medical Xpress со ссылкой на профессора эпигенетики Лундского университета Шарлотту Линг.
При сахарном диабете 2 типа у пациентов хронически повышается уровень сахара в крови, при этом мышцы, как правило, хуже усваивают его из пищи, а мышечная функция и сила снижаются.
Исследование проходило с участием двух групп. Первая состояла из 14 участников с сахарным диабетом 2 типа. Во второй, контрольной группе, было столько же здоровых людей. Участников подобрали по возрасту, полу и индексу массы тела. Исследователи изучали эпигенетические изменения в мышечных стволовых клетках в обеих группах, и в точно таких же условиях они извлекали зрелые мышечные клетки и сравнивали их.
В общей сложности специалисты идентифицировали 20 генов, включая VPS39, работа которых различались в двух группах как в мышечных стволовых клетках, так и в зрелых мышечных клетках.
Исследование показало, что мышечные стволовые клетки, у которых отсутствует функция гена VPS39, не способны формировать новые зрелые мышечные клетки. Чтобы подтвердить полученные результаты, исследователи также использовали модели животных с мышами, у которых было уменьшено количество гена VPS39, чтобы имитировать болезнь. Впоследствии у мышей была изменена экспрессия генов и уменьшено поглощение сахара из крови в мышечную ткань, как и у людей с диабетом 2 типа.
Ученые считают, что полученные результаты открывают новые возможности для лечения диабета 2 типа, например, регулируя белки, стимулируя или увеличивая количество гена VPS 39, чтобы повлиять на способность мышц регенерировать и поглощать сахар.
