Исследование Университета Аризоны в области медицинских наук выявило биологический механизм, связывающий длительное воздействие мышьяка с такими заболеваниями, как рак и диабет 2 типа. Результаты могут привести к появлению новых потенциальных целей для разработки лекарств.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, более 34 миллионов американцев страдают диабетом, и примерно 90-95% из них страдают диабетом 2 типа. Одним из основных факторов риска является воздействие токсичных веществ из окружающей среды, особенно хроническое воздействие мышьяка , которое, как было показано, влияет на выработку инсулина и чувствительность, уровень сахара в крови и липидный профиль, все общие черты начала и прогрессирования диабета.
Поскольку мышьяк - это природный металлоид, содержащийся в почве, он может быть одним из самых значительных загрязнителей питьевой воды во всем мире, особенно при попадании внутрь в небезопасных количествах. Мышьяк присутствует почти во всех источниках подземных вод в Аризоне, особенно в сельских районах. В сочетании с профессиональным воздействием, таким как горнодобывающая промышленность, более 160 миллионов человек во всем мире подвергаются воздействию мышьяка.
Новое исследование, проведенное Донной Д. Чжан, доктором философии, заведующей кафедрой открытия лекарств в Фармацевтическом колледже Уаризоны и членом Института BIO5, предоставило семейный фонд Мусил, раскрыло биологический механизм, с помощью которого хроническое воздействие мышьяка приводит к резистентности к инсулину и непереносимость глюкозы, две ключевые особенности прогрессирования диабета.
В исследовании изучалось влияние воздействия мышьяка на активацию фактора 2, связанного с ядерным эритроидом 2 (NRF2). NRF2 - это белок, который играет важную роль в поддержании клеточного гомеостата, особенно во время окислительного стресса, когда в организме наблюдается дисбаланс свободных радикалов кислорода и антиоксидантов.
Длительный окислительный стресс, например, вызванный сигаретным дымом, радиацией, диетами с высоким содержанием сахара, жира и алкоголя или токсинов окружающей среды, способствует развитию ряда хронических состояний, включая рак, диабет и нейродегенеративные заболевания.
NRF2 - это регулирующий регулятор организма против окислительного стресса. Когда организм переходит в состояние окислительного стресса, NRF2 активируется, и начинается процесс клеточной защиты. Когда клеточный гомеостатис восстанавливается, уровни NRF2 возвращаются к норме.
Доктор Чжан и группа исследователей обнаружили, что воздействие мышьяка приводит к длительной и неконтролируемой активации NRF2, который ранее был определен как движущая сила прогрессирования рака и устойчивости к противораковой терапии. В этом исследовании они обнаружили, что воздействие мышьяка приводит к непереносимости глюкозы и снижению чувствительности к инсулину. В частности, длительная активация NRF2 при хроническом воздействии мышьяка вызвала сдвиги в путях, которые контролируют метаболизм аминокислот, жирных кислот, углеводов, липидов и лекарств.
Полученные данные показали, что длительная активация NRF2 в ответ на мышьяк увеличивает выработку глюкозы в печени и высвобождение этой глюкозы в кровоток , что может представлять собой ключевой фактор изменений в системном уровне глюкозы в крови . «Надеюсь, это исследование послужит основой для будущих исследований диабета, вызванного токсичными веществами, здесь, в Университете медицинских наук Аризоны, и в других местах», - сказал д-р Чжан, который также является заместителем директора Исследовательского центра UArizona Superfund. «Наша конечная цель - разработать эффективные превентивные или интервенционные стратегии для лечения облученных групп населения».
