В 21-м веке поиск методов лечения неинфекционных заболеваний, таких как ожирение, метаболический синдром и диабет, являются одними из главных приоритетов. Профилактика и лечение этих заболеваний включают изменение и контроль образа жизни, рациона питания и использование фармацевтических препаратов.
Несмотря на прогресс в области медицины и фармакологии (разработка новых решений для коррекции метаболизма) и биотехнологий, новые эффективные подходы все еще востребованы в лечении ожирения, метаболического синдрома и диабета.
Исследователи отмечают, что жировая ткань является одним из ключевых игроков в развитии ожирения и диабета. Жировая ткань классифицируется как по анатомическому расположению, так и по функции (белый и коричневый жир ). Итак, основными функциями белой жировой ткани являются сохранение энергии в виде липидов, а также она имеет эндокринную функцию – секрецию гормонов, факторов роста, цитокинов, хемокинов и т. Д.
Функция коричневой жировой ткани – генерировать тепло во время адаптивного термогенеза (процесс генерации тепла в ответ на холодную стимуляцию). У людей, в отличие от грызунов (лабораторные животные, наиболее широко используемые в медицинских экспериментах, включая моделирование ожирения, метаболического синдрома и диабета), коричневая жировая ткань присутствует в значительном количестве только у новорожденных и младенцев. Недавно было показано существование активной термогенной жировой ткани у взрослых, но эта жировая ткань отличается от классической коричневой жировой ткани в нескольких аспектах (развитие, морфология, экспрессия генов, выработка адипокинов и т. Д.). Эта жировая ткань называется «коричневой».
Все типы адипоцитов (клетки, которые составляют в основном жировую ткань) возникают из жировых стволовых клеток во время дифференцировки. В настоящее время возникает вопрос о происхождении коричневых адипоцитов (из той же стволовой клетки, что и белые адипоциты, или из той же стволовой клетки, что и коричневые адипоциты, или из его собственной стволовой клетки), а также о способности белой жировой ткани дифференцироваться в коричневая жировая ткань.
Способность контролировать образование новой жировой ткани, превращать белую жировую ткань в коричневую или определять направление дифференцировки стволовых клеток адипоцитов в специфический подтип является привлекательной целью для разработки новых фармакологических веществ для лечения ожирения, метаболизма. синдром и диабет.
Помимо поиска новых фармакологических веществ, предназначенных для контроля функций жировой ткани или различных других биохимических аспектов энергетического гомеостаза, важно также изучить роль воды в здоровье человека, обмене веществ и патогенезе различных заболеваний. Вода является наиболее распространенным химическим веществом на Земле и составляет наибольшую массовую долю в живых организмах в процентах. Вода также является универсальным растворителем, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов.
Важным компонентом здорового питания является питьевая вода вместо сахара и соды. Таким образом, модуляция биологических и физико-химических свойств воды также является многообещающей возможностью для повышения эффективности лечения указанных заболеваний.
Д-р Лариса Литвинова, к.т.н. в области медицины, заведующий лабораторией иммунологии и клеточной биотехнологии, заявляет: «Одним из направлений современной медицины является разработка препаратов, содержащих дейтерий. Другое направление связано с ролью отношения D / H в изотопологии и ее изменения в воде, который будет использоваться в качестве адъюванта при лечении рака. Различное отношение D / H проявляется в виде кинетического изотопного эффекта, который характеризуется изменением скорости биотрансформации и выделения лекарств. Кроме того, методологические подходы чтобы контроль качества лекарств на основе изотопологии воды мог снизить токсическую нагрузку на организм ».
Ученые ИКБФУ Лариса Литвинова и Мария Вульф совместно с коллегами из Москвы и Киева проводили исследование, и целью исследования было выяснить, участвует ли дейтерий в дифференцировке регуляции стволовых клеток жировой ткани. В качестве модели in vitro была выбрана адипогенная дифференцировка мезенхимальных стволовых клеток, где оценивалась эффективность образования зрелых жировых клеток из клеток-предшественников в средах с различным содержанием дейтерия.
В исследовании были получены данные о влиянии различных концентраций дейтерия на эффективность и направление (образование коричневых / бежевых или белых адипоцитов) дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток в модельной системе in vitro. Естественно, для возможного практического применения этих результатов необходимы дополнительные исследования, которые позволили бы более детально описать молекулярные механизмы влияния различных концентраций дейтерия на клеточном уровне, а также исследования на уровне организма.
Результаты исследования опубликованы в статье «Влияние дейтерия на эффективность и тип адипогенной дифференцировки стволовых клеток жировой ткани человека in vitro» в журнале Scientific Reports . Полученные результаты могут послужить основой для разработки новых подходов к лечению ожирения, метаболического синдрома и диабета путем регулирования дифференциации жировых стволовых клеток и функций адипоцитов.