Амилин — есть ли место оптимизму?

Популяция эндокринных клеток при СД2 относительно не меняется: в-клетки уменьшаются до 30%, а а-клетки увеличиваются на 10%. Островковый амилоид обнаруживается у 96% испытуемых, занимая до 80% островка, связанного с уменьшением количества в-клеток

Амилоидоз хорошо известен как одна из форм белковых дистрофий. Впервые подобные изменения паренхиматозных органов («сальная болезнь») были описаны в 1844 г. К. Рокитанским. В 1854 г. Р. Вирхов показал, что эти изменения связаны с появлением в органах особого вещества, окрашиваемого йодом и серной кислотой в синий цвет. Вещество это Вирхов считал крахмалом и назвал амилоидом, а «сальную болезнь» амилоидозом. В 1900 г. Opie E. впервые описал накопления гиалина (амилоида) в островках поджелудочной железы у больных сахарным диабетом

Современное определение амилоидоза (amylum – крахмал) базируется на представлении, что он является результатом последовательных нарушений белкового обмена, приводящих к формированию аномального фибриллярного белкового комплекса амилоида.

Согласно классификации, представленной номенклатурным комитетом Между­народного общества по амилоидозу (Nomenclature Committee of the International Society of Amyloidosis 2001), различают:

  • системный (неопластический, воспалительный, генетически-детерминированный, ятрогенный) и
  • локальный (органо-специфический), связанный с возрастом и сахарным диабетом.

Полагаю, такое деление совершенно неоправданным.

У больных сахарным диабетом имеется недостаточность секреции амилина, обладающего важнейшими физиологическими свойствами. 

Островковый амилоидный полипептид (амилин) рассматривают как третий островковый панкреатический гормон (наряду с инсулином и глюкагоном), участвующий в поддержании гомеостаза глюкозы.

Амилин, составляющий основу амилоидных накоплений обозначается как IAPP (Islet amyloid polypeptide) и представ­ляет собой полипетид, состоящий из 37 аминокислотных остатков. Он образуется из предшественника – полипептида pro IAPP, состоящего из 67 аминокислотных остатков.  Уровень растворимой формы IAPP в плазме составляет 5–15 пмоль/л.

Секреция амилина

Амилин секретируется и накапливается вместе с инсулином в тех же секреторных гранулах. Как глюкагон и инсулин, амилин секретируется в ответ на общие стимулы, обычно не откладываясь в островках. Количество образующегося при этом амилина составляет 1-20 % от молярного количества инсулина. Концентрация амилина в секреторной грануле составляет 4 пмоль/л, что в соотношении с инсулином составляет 1:10.

Секреция амилина, как и  инсулина, стимулируется приемом пищи, введением глюкозы (оральным и парентеральным), глюкагона, аргинина, а также некоторыми агентами, которые не затрагивают инсулин, например, α-фактор некроза опухоли и жирные кислоты. Подобно инсулину, высвобождение амилина тормозится голоданием, гипогликемией, экзогенным инсулином, соматостатином.

Пептид циркулирует в крови в двух формах: активно-негликированной (около 50%) и неактивной гликированной.

У здоровых лиц его содержание в крови составляет 4–25 пмоль/л.В трех исследованиях проводился анализ результатов назначения нативного амилина здоровым добровольцам. Несмотря на высокие дозы амилина, позволившие достичь концентрации в плазме, в 50–100 раз превышающие нормальные значения, каких-либо существенных изменений метаболизма глюкозы отмечено не было.

Амилин, равно как и инсулин, распределяется в плазме и межтканевой жидкости. В отличие от инсулина он преимущественно расщепляется в почках, минуя печень. Он  выделяется почками также как С-пептид.

Содержание амилина в крови может повышаться при нарушенной  толерантности  к глюкозе, ожирением, СД II типа, во время беременности и у больных с хронической почечной недостаточностью, а также при опухолях поджелудочной железы. В условиях in vitro полимеризации IAPP препятствует инсулин. Это означает, что стабилизация пептида под воздействием инсулина препятствует его олигомери­зации и форми­рованию фибрилл. Обнаружено, что проинсулин данным свойством в отношении IAPP не обладает и не связывается в секреторной грануле β-клетки. Инсулин же путем формирования гетеродимера с амилином в грануле ингибирует олигомеризацию IAPP и формирование фибрилл.

Помимо поджелудочной железы, амилин обнаружен, но в существенно меньшем количестве, и в других органах: лёгких, трахее, задних корешковых ганглиях, центральной нервной системе, желудке и кишечнике.

 Функции амилина

Экспериментальные исследования показали высокую гормональную активность амилина в организме у животных и человека.  Как все пептиды, амилин многофункционален.

При перечислении экспериментальных данных о влиянии амилина, мы приводим только фактологические, откладывая в сторону выводы, построенные на гипотезах

  • ингибирует секрецию инсулина и глюкагона. Амилин ингибирует аргинин-индуцированную секрецию глюкагона. В эксперименте у животных глюкагон-ингибирующая активность амилина превышала таковую глюкагон-подобного пептида-1 (ГПП-1) в шесть раз.   
  • обнаруживается в головном мозге при болезни Альцгеймера, влияет на память.
  • Доказано мощное понижающее действие на уровень кальция в крови, уступающее только эффекту кальцитонина, за счёт прямого влияния на захват кальция костной тканью, стимуляции пролиферации остеобластов
    и угнетения остеокластов.
  • Имеются данные о сосудорасширяющем свойстве, о его дозозависимом влиянии на артериальное давление,
  • о трофическом действии на эпителий проксимальных почечных канальцев
  • об участии в регуляции гомеостаза натрия
  • стимуляции ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.
  • участвует в регуляции сытости, у животных обладает аноректическими свойствам.
  • участвует в физиологическом контроле эвакуаторной функции желудка, резко замедляя его опорожнение, причем в значительно большей степени, чем такие инкретины как ГПП-1 и холецистокинин. 
  • Амилин способствует замедлению транзита его по тонкой кишке, благодаря чему уменьшается всасывание и поступление глюкозы в кровоток.  
  • Дозозависимо он тормозит базальную и стимулированную кислую желудочную секрецию, При этом пептид не только активно защищает слизистую оболочку желудка от повреждения, но и способствует ускорению заживления развившихся дефектов. Обнаружен выраженный  противоязвенный  эффект.
  • является активным стимулятором сократительной активности лимфатических сосудов брюшной полости, что в сочетании с его вазодилятаторным эффектом улучшает условия микроциркуляции в слизистой оболочке желудка и способствует протективному действию гормона.

Амилоидогенез у больных сахарным диабетом 2 типа

Причины, по которым растворимая форма амилина преобразуется в нерастворимые фибриллы, претерпевающие дальнейшие конформационные изменения, и откладывается в виде амилоида, неизвестны.

При этом состав амилоида представлен

  • фибриллярным белком (F-компонент),
  • плазменным компонентом амилоида (Р-компонент),
  • аполипопротеином Е и
  • гепаран-сульфат-протеингликаном.

Независимо от формы, амилоидоз объединяет одно общее качество – вытеснение специализированных элементов органов и тканей амилоидным веществом с понижением, а в последующем и утратой их функции.

Накопление фибрилл амилина внутри β-клеток является одним из частых патологических изменений островковых клеток, имеющихся у больных СД2. Он обнаруживается как минимум в одном островке более чем у 90% больных. В то же время у лиц без нарушения углеводного обмена в возрасте старше 60 лет накопление амилоида наблюдается лишь в 15% случаев. Вместе с тем механизм развития локального панкреатического амилоидоза (амилоидной дегенерации)  и его роль в развитии и прогрессировании СД2 остается окончательно неясной. Он возникает

  • у большинства больных сахарным диабетом (СД) II типа,
  • при инсулиноме и
  • значительно реже у интактных лиц в пожилом и старческом возрасте.

Накопление островкового амилоида является отличительной чертой человеческого диабета 2 типа (Т2Д). В отличие от человеческого островкового амилоидного полипептида (hIAPP), у мышей островковый амилоидный полипептид (mIAPP) не проявляет амилоидогенной склонности! Островковые амилоидные отложения обнаружены не только у пациентов СД 2 у людей, но и с диабетом у некоторых других видов млекопитающих, особенно обезьян и кошек.

Островковый амилоид образуется главным образом в результате аномальной агрегации амилина. Увеличение отложения островкового амилоида коррелирует со снижением массы β-клеток и выработки инсулина через множество механизмов, включая стимулирование воспаления островков и активацию апоптотических путей.

Основная масса исследований, касающихся амилина, посвящена изучению его влияния на гомеостаз глюкозы. Установлено воздействие амилина на метаболизм углеводов в скелетной мышце, где он снижает синтез гликогена, усиливает гликогенолиз и образование лактата, а также тормозит транспорт и захват глюкозы.
В печени амилин блокирует вызванное инсулином подавление выброса глюкозы.

Многие исследователи полагают, что агрегированный амилин обладает цитотоксическими свойствами, не торопясь с выводами, полагаем, что скорее отложение является свидетелем потери β-клеток при СД 2, а также в панкреатических островках, пересаженных людям с СД1.

Отложение амилоида тесно связывают с аутофагией В-клеток.

Различия в механизмах повреждения В-клеток при диабете 1-го и 2-го типов

На наш взгляд торможение активности можно считать свидетельством избыточной концентрации инсулина.

У мышей с β-клеточной специфической экспрессией hIAPP дефицит аутофагии приводил к развитию явного диабета, чего не наблюдалось у мышей, экспрессирующих только hIAPP или лишенных только аутофагии.

Существуют патофизиологические особенности, свойственные всем видам амилоидоза, которые сводятся к следующему:

  1. наличие достаточного количества белка предшественника амилоидогенеза и генетической основы;
  2. нарушение протеолиза протофибрилл, формирующих фибриллы амилоида и перестройка компонентов экстрацеллюлярного матрикса (глюкозаминогликана и ApoE).
  • Островки Лангерганса составляют 3–5% массы поджелудочной железы, а β-клетки соответственно 60–80% объема островков. Развитие островковых клеток начинается с 10 недели беременности и продолжается в раннем детском возрасте. Масса островковых клеток предопределена и статична на протяжении всей последующей жизни человека. У 80% больных с СД2, вне зависимости от длительности заболевания, масса β-клеток сопоставима с лицами контрольной группы.

В свою очередь нарушение процессинга proIAPP в IAPP (снижение экспрессии проконвертазы PC1/3) приводит к образованию амилоидоподобных фибрилл в перикапиллярном пространстве.

Другой причиной образования фибрилл может являться процесс гликирования. В исследованиях in vitro показано, что гликирование IAPP происходит на участке Lys 1 и Arg11, что является инициирующим моментом в образовании фибрилл.

 

Длительность накопления фибрилл может составлять от нескольких лет до десятилетий. Амилоидоз клеток поджелудочной железы не является следствием возрастных изменений и не имеет непосред­ственной связи с сахарным диабетом. Нет зависимости между длительностью заболевания и степенью выраженности амилоидоза островков поджелудочной железы.

Степень развития амилоидоза у больных с СД2 отличается как по числу (1–80%) и степени, так и по локализации островков, вовлеченных в процесс. Таким образом, можно сказать, что амилоидоз островков поджелудочной железы не является фактором, ускоряющим развитие сахарного диабета.

Наряду с этим степень развития амилоидоза определяет функциональный резерв β-клеток.

Возможные пути предотвращения амилоидоза β-клеток должны быть направлены

  • на предотвращение скручивания IAPP с последующим формированием фибрилл, специфически связывающихся с амилоидогенными мономерами, а также
  • физиологической нейтрализацией амилоидных накоплений макрофагами.

Клиническое использованию аналога амилина (прамлинтида) у больных СД 1 и 2

Целесообразность восстановления действия амилина у больных сахарным диабетом диктуется необходимостью регуляции постпрандиального состояния, при котором угнетение секреции глюкагона и замедление опорожнения желудка играют очень важную роль.

Ограниченные возможности нативного амилина в качестве фарма­коло­гического средства, а также высокая вероятность формирования амилоида, в том числе в β-клетках привели к созданию аналога амилина путем замены трех аминокислотных остатков в 25, 28 и 29 положении.

Этот аналог, названный в последующем прамлинтидом, является стабильным, растворимым, не подвергающимся агрегации и адгезии пептидом, обладающим всеми физиологическими свойствами амилина. Исследования, связанные с восстановлением сниженной секреции амилина с использованием прамлинтида проводились у больных сахарным диабетом как с относительной, так и абсолютной недостаточностью секреции инсулина.

Как и инсулин, прамлинтид вводится путем подкожных инъекций, но в отличие от инсулина стабилен при значениях рН ниже 5,5. В связи с этим невозможно его смешивание с раствором инсулина.

Литература.

  1. Галстян Г. Р. ВЛИЯНИЕ АМИЛИНА НА ФУНКЦИЮ β-КЛЕТОК И РЕГУЛЯЦИЮ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА // Сахарный диабет. 2008. №4.
  2. Волков В.П. Новые панкреатические гормоны: амилин (обзор литературы) // Universum: медицина и фармакология. 2014. №11 (12).
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6446848/
  4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25242548/
  5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21742788/
Updated: 03.02.2021 — 22:10

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

diabetschoolmakisheva.ru © 2017