Масштабное исследование 88 видов птиц показало, что некоторые птицы с высоким уровнем сахара в крови проявляют устойчивость к гликированию белков, что позволяет предположить, что у них выработались механизмы, позволяющие избегать вредных последствий, обычно связанных с метаболизмом глюкозы.
Исследование является первым обширным сравнительным анализом взаимосвязи между уровнем сахара в крови , скоростью гликирования, диетой и историей жизни у птиц. Опубликованное сегодня в качестве пересмотренного рецензируемого препринта в eLife , оно описывается редакторами как важная работа с убедительными доказательствами того, что уровень сахара в крови положительно коррелирует с уровнем гликирования. Хотя существуют некоторые ограничения, связанные со сбором данных , они говорят, что это, вероятно, делает статистически значимые результаты более консервативными.
Понимание того, как различные виды регулируют уровень сахара в крови, необходимо для раскрытия связей между метаболизмом, старением и болезнями. Высокий уровень сахара в крови обычно связан с ускоренным старением и осложнениями со здоровьем , в основном из-за гликирования белков — процесса, при котором сахара реагируют с белками, что приводит к повреждению клеток.
Гипотеза синдрома темпа жизни предполагает, что скорость метаболизма организма, продолжительность жизни, репродуктивные стратегии и поведение развиваются предсказуемым образом. Согласно этой структуре, виды с быстрым метаболизмом, короткой продолжительностью жизни и высокой репродуктивной скоростью, как ожидается, будут иметь более высокий уровень сахара в крови и гликирования.
Наоборот, те, у кого более длинная продолжительность жизни и более медленное развитие, должны иметь более низкий уровень сахара в крови и большую устойчивость к гликированию. Однако неясно, как гликирование коэволюционировало с другими признаками у разных видов, и поэтому не определено, вписывается ли гликирование в рамки гипотезы темпа жизни.
«Птицы особенно важны в этом контексте, учитывая их относительно высокий уровень сахара в крови — в среднем почти в два раза выше, чем у млекопитающих аналогичного размера», — говорит ведущий автор Адриан Морено-Борралло (доктор философии) из Многопрофильного института имени Юбера Курьена, Страсбургский университет (CNRS), Страсбург, Франция.
«Считается, что это адаптация, позволяющая летать, обеспечивая птиц топливом, необходимым для интенсивных аэробных упражнений. Но это также парадоксально. Несмотря на более высокий уровень сахара в крови, птицы демонстрируют значительное долголетие по сравнению со своими сородичами-млекопитающими, живя в три раза дольше».
Чтобы исследовать этот очевидный парадокс, Морено-Борралло и его коллеги провели анализ 484 отдельных птиц 88 различных видов. Они сравнили уровни сахара в крови и скорость гликирования в зависимости от особенностей жизненного цикла птиц — продолжительности жизни, массы тела, времени развития, репродуктивных инвестиций (измеренных по массе кладки — общей массе их яиц) и рациона питания. Они стремились определить, следуют ли эти виды птиц рамкам, установленным гипотезой синдрома темпа жизни.
Результаты показали существенные различия в уровнях сахара в крови у разных видов. У более мелких птиц, таких как стрижи и воробьиные, был самый высокий уровень сахара в крови, в то время как у более крупных видов, таких как фламинго и гуси, был самый низкий. Скорость гликации следовала аналогичной тенденции, причем у более мелких птиц были более высокие уровни, а у более крупных — более низкие.
Однако связь между уровнем сахара в крови и продолжительностью жизни была более сложной. Хотя у долгоживущих птиц уровень сахара в крови, как правило, был выше, этот рост стабилизировался после определенной точки. Это говорит о том, что некоторые виды выработали механизмы для предотвращения повреждений, связанных с гликированием, а не для того, чтобы вообще избегать высокого уровня сахара в крови.
Другим неожиданным открытием стало то, что наземные плотоядные птицы имели значительно более высокие показатели гликирования, чем всеядные птицы, несмотря на схожий уровень сахара в крови. Это указывает на то, что факторы, выходящие за рамки уровня сахара в крови, такие как различия в метаболизме белков, антиоксидантной защите или диетических компонентах, включая клетчатку и полиненасыщенные жирные кислоты, могут влиять на то, как разные виды способны смягчать повреждения, связанные с гликированием.
Результаты ставят под сомнение некоторые прогнозы гипотезы синдрома темпа жизни. В то время как размер тела показал сильную связь с уровнем сахара в крови, репродуктивные инвестиции не показали значительной связи с гликированием, а уровень глюкозы увеличился с продолжительностью жизни, а не уменьшился.
«Наши результаты лишь в незначительной степени согласуются с прогнозами гипотезы синдрома темпа жизни. Это справедливо для массы тела, но не для других протестированных переменных жизненного цикла», — говорит соавтор Фабрис Бертиль, научный сотрудник из Института многодисциплинарных исследований имени Юбера Кюрьена, Страсбургского университета, CNRS и Национальной инфраструктуры протеомики ProFi, Страсбург, Франция.
«Связь между уровнем сахара в крови и продолжительностью жизни может зависеть от видоспецифичных факторов, которые влияют на то, как глюкоза влияет на старение. Дальнейшие исследования должны быть направлены на эту область, а также на изучение других групп птиц, которые недостаточно представлены в нашем исследовании из-за логистических ограничений».
«Эти результаты расширяют наши знания о разнообразии уровней сахара в крови и паттернах гликирования у птиц, бросая вызов общепринятым представлениям о метаболизме, старении и болезнях», — заключает соавтор Франсуа Крискуоло, научный сотрудник Многодисциплинарного института имени Юбера Кюрьена, Страсбургского университета, CNRS.
«Существуют значительные различия в уровнях сахара в крови и скорости гликирования между видами, при этом те, у кого самые высокие уровни глюкозы, демонстрируют большую устойчивость к гликированию, что указывает на эволюционно выработанный механизм этой устойчивости. Понимание того, как возникла эта устойчивость к гликированию, может дать важные сведения в исследованиях здоровья человека, особенно в таких областях, как диабет, долголетие и нарушения обмена веществ».
