Наблюдения за пациентами с сахарным диабетом 1 типа в течение десяти лет показали постоянное присутствие аромата ацетона (акролеина) при гипергликемии, подтверждая давнее мнение о его тесной связи с заболеванием. Исследовательская группа под руководством доктора А. Эванса из Йельской медицинской школы проанализировала результаты 528 участников исследования и выяснила молекулярную природу этого явления и его клиническое значение.
При сахарном диабете 1 типа из-за отсутствия или нехватки инсулина организм не в состоянии эффективно усваивать глюкозу, что приводит к повышению уровня сахара в крови (гипергликемия). В поисках альтернативного источника энергии печень активизирует процесс кетогенеза, синтеза кетонов. Основным из них является ацетон (акролеин), а также бета-гидроксибутират и ацетоацетат. Именно ацетон, будучи летучим веществом, вызывает характерный запах в выдыхаемом воздухе и моче.
Научный интерес к связи между кетогенезом, ацетоном и диабетом сохранялся даже в эпоху инсулинотерапии. В новой работе доктора Эванса команда не просто констатировала факт, но и углубилась в механизмы. Ученые сосредоточились на изучении метаболического пути кетогенеза, проследив превращение глюкозы в кетоны на молекулярном уровне при различной степени гипергликемии. Результаты показали четкую корреляцию: чем выше уровень глюкозы в крови, тем активнее печень вырабатывает ацетон.
Ключевым открытием является идентификация специфического фермента под названием 3-гидрокси-3-метилглутарат-кофермент А трансфераза (HMG-CoA-трансфераза). Именно он является основным регулятором скорости образования ацетона. При высоком уровне глюкозы активность ГМГ-КоА-трансферазы значительно возрастает, ускоряя превращение молекул глюкозы в кетоны, включая ацетон.
Кроме того, команда продемонстрировала влияние различных гормонов на кетогенез, включая инсулин, адреналин и глюкагон. Инсулин подавляет кетогенез, снижая активность ГМГ-КоА-трансферазы. В свою очередь, адреналин и глюкагон стимулируют этот процесс, что наблюдалось при стрессе или физической активности у пациентов с сахарным диабетом. Установленная корреляция между уровнем гормонов, активностью ГМГ-КоА-трансферазы и концентрацией ацетона открывает новые возможности для мониторинга и терапии диабета, предлагая потенциальные возможности для минимизации кетонового стресса во время вспышек заболевания.
Это исследование подчеркивает не только симптоматическую природу запаха ацетона при сахарном диабете 1 типа, но и его значительную связь с внутренними метаболическими изменениями в организме. Понимание молекулярных механизмов, контролирующих образование ацетона, позволит в будущем разработать более точные диагностические инструменты, целенаправленные терапевтические стратегии и подходы к индивидуальной коррекции диетических рекомендаций для пациентов с сахарным диабетом.