Избыточная масса тела и ожирение — установленные факторы риска развития различных патологических состояний и заболеваний, основными из которых являются резистентность к инсулину, сахарный диабет, метаболический синдром, сердечно-сосудистые заболевания и др. В результате ранее проведенных исследований установлено, что скелетная мышечная ткань принимает непосредственное участие в регуляции энергетического метаболизма посредством высвобождения различных биоактивных факторов. В одном из исследований (Pedersen B.K. et al., 2007) указано, что отдельные цитокины и пептиды, высвобождающиеся из мышечных волокон, обладают пара- или эндокринными эффектами и могут быть классифицированы как миокины.
На сегодня в ряде исследований показано, что некоторые миокины, такие как интерлейкин-6 и -15 и нейротрофический (в некоторых источниках — нейротропный) фактор головного мозга (brain-derived neurotrophic factor — BDNF), могут быть потенциальными регуляторами многих физиологических состояний и метаболических заболеваний, таких как инсулинорезистентность или ожирение.
В данном направлении одним из нововыявленных плейотропных миокинов является мусклин — пептид, состоящий из 130 аминокислот, преимущественно вырабатываемый в скелетных мышцах, и участвующий в регуляции энергетического гомеостаза. Тем не менее механизмы биоактивности и экспрессии мусклина у людей в определенный момент остаются в значительной степени неизвестными, однако после проведенных исследований на животных моделях мусклин считается эндогенным фактором, связанным с ожирением.
Группой ученых из Китая проведено новое исследование, в котором изучали взаимосвязь уровня циркулирующего мусклина в плазме крови и ассоциированных с ними клинических параметров у людей с установленным ожирением и без него. Кроме того, исследователи использовали животную модель крыс с ожирением вследствие диеты с высоким содержанием жира для проверки гипотезы о том, что мусклин играет важную роль в развитии инсулинорезистентности, ассоциированной с ожирением. Результаты этой работы опубликованы 10 июля 2017 г. в журнале «Nutrition & Metabolism».
Всего в исследовании приняли участие 117 человек, которых распределили на две когорты (участники с нормальной массой тела и избыточной массой тела/ожирением), и у которых был изучен анамнез, проведено физикальное обследование, а также собраны демографические, клинические и лабораторные данные. В указанном случае предварительно установлено, что по сравнению с лицами, у которых индекс массы тела в пределах нормы, у людей с избыточной массой тела или ожирением определяется более высокий уровень диастолического артериального давления, триглицеридов и инсулина натощак в сыворотке крови. При этом существенных различий между двумя группами в других параметрах, включающих возраст, уровень глюкозы в крови натощак, общий холестерин, холестерин липопротеинов низкой и высокой плотности, не установлено.
В результате отмечается, что более высокие уровни циркулирующего мусклина в плазме крови определяют у людей с избыточной массой тела/ожирением по сравнению с когортой лиц с нормальной массой тела (89,49±19,00 и 80,39±16,35 нг/л соответственно). Более того, у испытуемых с избыточной массой тела уровень мусклина в плазме крови в значительной степени положительно ассоциирован с показателем индекса массы тела, уровнем триглицеридов, глюкозы в крови натощак, но отрицательно — с уровнем липопротеинов высокой плотности. При этом у людей с нормальной массой тела уровень мусклина в плазме крови не взаимосвязан с вышеуказанными переменными.
Далее проведены дополнительные исследования на крысах, в результате которых установлено, что через 20 нед диеты с высоким содержанием жира у животных выявлено увеличение массы тела на 13,49%, повышение уровня общего холестерина на 24,79%, триглицеридов в сыворотке крови — на 27,78%, липопротеинов низкой плотности — на 49,60%, инсулина в сыворотке крови — на 76,68%, уровня глюкозы в крови натощак — на 37,60%, в то же время отмечено снижение уровня липопротеинов высокой плотности на 52,78%, а также развитие дислипидемии, о чем свидетельствуют повышенные уровни общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови, аналогичные наблюдаемым у человека при ожирении. Также результаты демонстрируют, что у крыс с избыточной массой тела отмечены такие проявления инсулинорезистентности, как повышенные уровни глюкозы в крови, гиперинсулинемия и нарушение толерантности к глюкозе.
Более того, установлено, что диета с высоким содержанием жира повышает экспрессию мРНК мусклина в скелетной мышечной ткани крыс на 220%, а также уровень мусклина в плазме крови на 52,8–67,7%. Также указывается, что по сравнению с контрольной группой крыс без внедрения указанной диеты у животных с избыточной массой тела отмечено повышение концентрации иммунореактивного мусклина в плазме крови (78,34±7,52 и 119,6 ± 6,71 нг/л соответственно), которое, в свою очередь, положительно коррелирует с такими переменными, как уровень глюкозы в крови натощак, инсулин в сыворотке крови, а также утилизация глюкозы скелетной мышечной тканью.
Авторы отмечают, что в настоящем исследовании впервые продемонстрировано, что уровни циркулирующего мусклина в плазме крови значительно выше у лиц с избыточной массой тела/ожирением по сравнению с людьми с нормальной массой тела. Более того, концентрация данного миокина положительно коррелирует с лабораторными параметрами, связанными с инсулинорезистентностью, что дополнительно подтверждено результатами экспериментов на животных.
К тому же, используя анализ ex vivo, ученые установили, что мусклин нарушает инсулин-индуцированную утилизацию глюкозы мышечной тканью и ингибирует экспрессию белка GLUT-4 (инсулинозависимый белок — переносчик глюкозы), что связано с активацией стресса эндоплазматического ретикулума и позволяет предположить, что мусклин играет важную роль в развитии инсулинорезистентности, связанной с ожирением.
- Chen W.J., Liu Y., Sui Y.B. et al. (2017) Positive association between musclin and insulin resistance in obesity: evidence of a human study and an animal experiment. Nutr. Metab. (Lond.), 14: 46.
- Pedersen B.K., Åkerström T.C., Nielsen A.R,, Fischer C.P. (2007) Role of myokines in exercise and metabolism. J. Appl. Physiol., 103: 1093–1098.
Олег Мартышин
