Почему жировая ткань вызывает сахарный диабет у собак и кошек

Жировая ткань – орган?

Ещё со школьной скамьи мы все знаем, что самым большим органом всегда считалась кожа. Однако в 1990-х годах в жировой ткани обнаружили гормон – лептин, что в корне перевернуло всё представление о жировой ткани.

С 1995 года признано, что самым большим органом является жировая ткань

Жир не просто тканевая прослойка в организме животных, теперь жировая ткань считается важным полноценным органом, который относится к эндокринной системе и участвует в развитии целого ряда заболеваний у кошек и собак.

Также жировая ткань – единственный орган с неограниченным ростом на любом этапе жизни. То есть, она способна расти на протяжении всей жизни животного, не зависимо от его возраста.

Истинные свойства жировой ткани

Много лет назад жировая ткань считалась инертным и пассивным типом соединительной ткани со следующими свойствами:

• структурная поддержка внутренних органов в нужном положении;
• механическая защита паренхиматозных органов;
• теплоизоляционная функция;
• участие в энергетическом обмене – накопление энергии.

Однако в 1990-х гг. выяснили, что клетки жировой ткани (адипоциты) способны вырабатывать более 50 адипокинов – веществ, которые влияют на обмен веществ, иммунитет, воспаление, дифференциацию клеток и ремоделирование тканей. Самыми интенсивно изучаемыми из них являются:

• биологически-активные вещества – гормоны: лептин и адипонектин, которые благотворно влияют на чувствительность тканей к инсулину;
• провоспалительные цитокины и белки острой фазы воспаления: фактор некроза опухоли альфа и целый ряд интерлейкинов, которые активно участвуют в патофизиологических механизмах.

Связь между жировой тканью и сахарным диабетом

Таким образом, жировая ткань является крупной железой внутренней секреции, которая способна влиять на различные процессы в организме животных, включая развитие общих (системных) и местных (локальных) воспалительных реакций.

Чтобы понимать, почему происходят нарушения в организме и развитие сахарного диабета, советуем ознакомиться с наиболее известными веществами и их основными свойствами.

Лептин

Лептин – это гормон, который регулирует запасы жиров путём контроля аппетита и повышения энергетического обмена (метаболизма). То есть, лептин даёт сигнал головному мозгу (гипоталамусу) о том, что животное наелось, поэтому пора активировать энергетический метаболизм.

Лептин вызывает чувство сытости и вызывает активацию энергетического обмена [Oswal A., Yeo GSH, 2007; Horvath TL., 2006]

Чем больше в организме жировой ткани, тем больше вырабатывается лептина, чтобы путём снижения аппетита и увеличения энергетического обмена веществ профилактировать развитие ожирения или избыточной массы тела.

Лептин и гипоталамус

Уровень лептина в сыворотке крови в течение дня может колебаться. И эти среднесуточные изменения контролируются «биологическими часами» при помощи гипоталамуса (супрахиазматическим ядром).

Следовательно, если у животного есть проблема с гипоталамусом, то регуляция выработки лептина будет нарушена. Это приведёт к нарастанию аппетита и снижению энергетического обмена, что повлечёт за собой набор избыточной массы тела.

Лептин и глюкоза

Лептин оказывает благотворное влияние на чувствительность органов и тканей к инсулину – глюкоза лучше проникает через цитоплазматическую мембрану клеток при помощи белков-транспортёров.

Таким образом, при нормальном физиологическом процессе мала вероятность развития сахарного диабета второго типа. Однако дефицит лептина приведёт к инсулинорезистентности и диабету [Sell H., Dietze-Schroeder D. and Eckel J., 2006].

Адипонектин

Адипонектин – гормон, который регулирует в крови:

• уровень свободных жирных кислот, глюкозы и триглицеридов;
• накопление жировой ткани;
• процессы энергетического обмена.

Таким образом, адипонектин за счёт сокращения глюконеогенеза в печени увеличивает чувствительность периферических тканей к инсулину без стимуляции его секреции.

Адипонектин – гормон, который вырабатывается только в жировой ткани. Однако, чем больше жировой ткани, тем меньше вырабатывается адипонектина [Arita et al., 1999]. Таким образом, при ожирении в циркулирующей крови будет снижаться концентрация адипонектина, что будет негативно сказываться на восприимчивости клеток к инсулину.

Отсюда вывод: чем больше жировой ткани, тем меньше выработка адипонектина и, как следствие, выше риск развития сахарного диабета. Также пониженный уровень адипонектина может приводить к развитию заболеваний сердечно-сосудистой системы и патологиям печени.

Фактор некроза опухоли альфа и интерлейкины

Фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α) и ряд интерлейкинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10) вырабатываются в клетках жировой ткани, при избытке которой они провоцируют местные и системные провоспалительные эффекты [Свансон К., Мария де Годой, 2013] и связаны с развитием инсулинорезистентности [Свансон К., Мария де Годой, 2013; Feve, Bastard, 2009; Kern PA, Ranganathan, Li et al., 2001; T. L. Towell, 2015].

Остановимся подробнее на ФНО-α

Фактор некроза опухоли альфа – это активный провоспалительный белок, который является ключевым компонентом воспалительных процессов при ожирении.

То есть, если у животного ожирение, то в клетках жировой ткани будет выделяться повышенное количество ФНО-α. А это спровоцирует основной его негативный эффект – развитие местной невосприимчивости клеток к инсулину за счёт подавления в них экспрессии генов, которые несут ответственность за потребление глюкозы [Patton J.S. et al., 1986; Peraldi P. et al., 1997; Qi C, Pekala PH., 2000].

ФНО-α блокирует транспорт глюкозы через цитоплазматическую мембрану клеток

Помимо этого негативного действия ФНО-α:

• может изменять секрецию других адипокинов, которые участвуют в метаболизме (обмене веществ) глюкозы [А. Витцель, 2013];
• снижает захват свободных жирных кислот клетками жировой ткани [Memor R.A. et al., 1998; Ryden M. and Arner P., 2007];
• стимулирует липолиз – расщепление жиров на жирные кислоты под действием липазы [Memor R.A. et al., 1998; Ryden M. and Arner P., 2007];
• высвобождает свободные жирные кислоты в системный кровоток [Memor R.A. et al., 1998; Ryden M. and Arner P., 2007].

В результате вышеперечисленного, уровень свободных жирных кислот в системном кровотоке повышается, а чувствительность периферических тканей к инсулину снижается [А. Витцель, 2013]. Это провоцирует развитие системных воспалительных реакций.

Вывод

Избыточное количество ФНО-α приводит к двум патофизиологическим последствиям:

• инсулинорезистентность;
• провоспалительная реакция, которая проявляется в патологиях других систем и органов.

Чем опасен избыток жировой ткани?

Если у животного умеренная прослойка жировой ткани, то её гормоны и провоспалительные вещества приносят организму пользу. Однако, чем больше жировой ткани, тем больше вырабатывается и провоспалительных цитокинов, которые начинают оказывать негативное влияние на организм в виде общих и местных воспалительных реакций.

Избыток жировой ткани вызывает ряд патогенных процессов

Из-за нарушения выработки гормонов и провоспалительных веществ возможно развитие следующих патологий:

1. Инсулинорезистентность – состояние, при котором клетки организма перестают реагировать на инсулин, что в итоге приводит к развитию сахарного диабета II типа.
2. Высокий уровень холестерина и триглицеридов в крови;
3. Артериальная гипертензия;
4. Инсулиноподобный рост клеток, что повышает риск мутаций и опухолевых процессов;
5. Опухоли поджелудочной железы;
6. Заболевания кровеносной, ортопедической, стоматологической и дерматологической систем.

Ожирение – это серьёзная проблема, которую обязательно нужно решать, чтобы сохранить питомцу жизнь. Подробнее про причины, последствия и способы избавления от избыточной массы тела можете узнать из нашей статьи «4 факта про ожирение у кошек».

Инсулин, инсулинорезистентность и сахарный диабет

В тексте мы уже не раз упомянули эти термины, и чтобы вы могли полностью «собрать пазл» в голове, немного поясним, что же это такое и зачем об этом знать.

Инсулин – гормон, который секретируется только в поджелудочной железе. Это единственный гормон, который способен контролировать уровень глюкозы в крови за счёт правильной её транспортировки внутрь плазмы клетки через цитоплазматическую мембрану. А ещё инсулин способен воздействовать на гипоталамус, регулирует метаболизм жиров и углеводов.

Инсулин не имеет никакого отношения к гормонам жировой ткани. Однако инсулин находится в очень тесной взаимосвязи с лептином, про который мы рассказывали выше.

Когда инсулин и лептин вырабатываются в достаточных количествах и правильно взаимодействуют друг с другом, то у животного наблюдается идеальный контроль аппетита и идеальный контроль энергетического обмена. Но если у животного избыточная масса тела или ожирение, то позитивная связь инсулина с лептином нарушается, из-за чего возникает инсулинорезистентность.

Инсулинорезистентность – состояние, при котором клетки организма перестают реагировать на инсулин, то есть становятся к нему устойчивыми. В этом случае инсулин не может перенести глюкозу внутрь клеток, поэтому она накапливается в крови, что в итоге приводит к развитию сахарного диабета II типа.

Сахарный диабет II типа – это хроническое заболевание, при котором организм не может эффективно использовать инсулин, который вырабатывается клетками поджелудочной железы в достаточном количестве. Наиболее частым симптомом сахарного диабета является гипергликемия – повышенное содержание сахара в крови.

Сахарный диабет II типа — распространённое эндокринное заболевание, на долю которого приходится до 95% всех случаев диабета