Метформін уже понад 60 років залишається одним із найпоширеніших препаратів для лікування цукрового діабету 2 типу. Попри десятиліття використання, механізм його дії досі не був повністю зрозумілим. Тепер міжнародна група дослідників зробила несподіване відкриття: виявилося, що препарат працює не лише через печінку та кишківник, а й безпосередньо впливає на мозок.
Науковці з Медичного коледжу Бейлора разом із колегами з інших країн виявили новий механізм, який допомагає пояснити, як саме метформін знижує рівень цукру в крові. Результати дослідження були опубліковані у журналі Science Advances.
Новий центр контролю рівня глюкози
Довгий час вважалося, що основна дія метформіну полягає у пригніченні вироблення глюкози печінкою. Інші дослідження також вказували на важливу роль кишківника. Проте команда під керівництвом професора Макото Фукуди вирішила перевірити ще один можливий механізм — вплив препарату на мозок.
Особливу увагу дослідники приділили вентромедіальному ядру гіпоталамуса — ділянці мозку, яка відіграє ключову роль у регуляції обміну речовин. Саме там вони виявили білок Rap1, який, як з’ясувалося, є важливою ланкою у механізмі дії метформіну.
Дослідники встановили, що препарат пригнічує активність Rap1, після чого активуються спеціальні нервові клітини, які допомагають організму ефективніше контролювати рівень глюкози.
Генетичний експеримент підтвердив відкриття
Щоб перевірити свою гіпотезу, вчені використали генетично модифікованих мишей, у яких білок Rap1 був відсутній саме у вентромедіальному гіпоталамусі. Після переведення тварин на жирну дієту, що моделює розвиток діабету 2 типу, їм призначили низькі дози метформіну.
Результат виявився показовим: у таких мишей препарат практично не впливав на рівень цукру в крові. Водночас інсулін та сучасні препарати групи GLP-1 продовжували діяти ефективно. Це свідчить, що Rap1 є критично важливим саме для механізму роботи метформіну.
Навіть мінімальні дози працювали
Найцікавіший експеримент полягав у введенні дуже невеликої кількості метформіну безпосередньо в мозок лабораторних тварин. Виявилося, що навіть концентрації, які були у тисячі разів меншими за стандартні пероральні дози, суттєво знижували рівень глюкози в крові. Це підтверджує, що мозок є надзвичайно чутливим до препарату.
Які нейрони відповідають за ефект
Дослідники також визначили конкретні нервові клітини, які реагують на метформін. Йдеться про так звані SF1-нейрони, розташовані у вентромедіальному гіпоталамусі.
Під час лабораторних експериментів вони помітили, що після впливу метформіну електрична активність цих нейронів значно зростає. Але цей ефект спостерігався лише тоді, коли білок Rap1 був присутній. Якщо його прибирали, нейрони переставали реагувати на препарат.
Таким чином, саме Rap1 виступає своєрідним перемикачем, через який метформін запускає роботу мозкових механізмів контролю рівня цукру.
Це змінює уявлення про препарат
Автори роботи наголошують, що відкриття суттєво змінює сучасне розуміння дії одного з найвідоміших препаратів від діабету.
Якщо печінці та кишківнику для реакції потрібні досить високі концентрації метформіну, то мозок реагує на набагато менші дози. Це відкриває перспективу створення нових ліків, які діятимуть саме через цей мозковий механізм.
Можливості виходять за межі лікування діабету
Метформін давно привертає увагу дослідників не лише як засіб боротьби з діабетом. Останніми роками активно вивчаються його потенційні властивості щодо уповільнення старіння мозку та захисту нервових клітин.
Тепер науковці планують з’ясувати, чи пов’язаний нововідкритий механізм через Rap1 також із цими позитивними ефектами. Якщо це підтвердиться, відкриття може стати основою не лише для нових методів лікування діабету, а й для створення препаратів, здатних підтримувати здоров’я мозку та сповільнювати вікові зміни нервової системи.