Метаболические различия мышц у мужчин и женщин могут объяснять разное течение диабета

Скелетные мышцы мужчин и женщин по-разному перерабатывают глюкозу и жиры. Исследование, проведённое Университетской клиникой Тюбингена, Институтом исследований диабета и метаболических заболеваний имени Гельмгольца в Мюнхене и Немецким центром исследований диабета (DZD) e.V., даёт первую комплексную молекулярную оценку этих различий. Результаты, опубликованные в журнале Molecular Metabolism, возможно, объясняют, почему метаболические заболевания, такие как диабет, проявляются у женщин и мужчин по‑разному — и почему они по‑разному реагируют на физическую активность.

Скелетные мышцы — это гораздо больше, чем просто «движущие моторы». Они играют ключевую роль в метаболизме глюкозы и, следовательно, в развитии диабета 2 типа. Это связано с тем, что около 85% инсулин‑зависимого захвата глюкозы происходит именно в мышцах.

Это значит, что если мышечные клетки становятся менее чувствительными к инсулину (например, при инсулинорезистентности), глюкоза хуже поглощается из крови. Физическая активность напрямую противодействует этому процессу.

Мышцы мужчин и женщин работают по‑разному

Долгое время степень того, насколько по‑разному работают мышцы у мужчин и женщин, недооценивалась. Именно этот вопрос теперь исследовали учёные под руководством Симона Дрера (Simon Dreher) и Коры Вайгерт (Cora Weigert). Они изучили биопсии мышечной ткани, взятые у 25 здоровых, но имеющих избыточный вес взрослых (16 женщин и 9 мужчин) в возрасте около 30 лет.

Испытуемые ранее не занимались регулярной физической активностью. В течение восьми недель они выполняли программу аэробных тренировок по часу три раза в неделю, которая включала 30 минут езды на велосипеде и 30 минут ходьбы по беговой дорожке.

Мышечные образцы брали до начала тренировок, после первой сессии и по завершении программы. С помощью современных молекулярно‑биологических методов, включая анализ эпигенома, транскриптома и протеома, команда изучала половые различия на различных уровнях.

Мужчины реагируют на нагрузку более выраженным стрессом

Результат: первая тренировка вызвала у мужчин более сильную стрессовую реакцию на молекулярном уровне, что проявилось в повышенной активации стрессовых генов и увеличении уровня мышечного белка миоглобина в крови. Кроме того, мужские мышцы продемонстрировали выраженный паттерн так называемых быстро‑сокращающихся мышечных волокон, которые предназначены для кратковременной интенсивной нагрузки и предпочитают использовать глюкозу в качестве источника энергии.

У женщин было значительно больше белков, отвечающих за всасывание и хранение жирных кислот, что указывает на более эффективное использование жиров. После восьми недель регулярных аэробных тренировок мышцы обоих полов стали более схожими, а специфические различия в мышечных волокнах уменьшились. При этом как у женщин, так и у мужчин увеличилось количество белков, способствующих использованию глюкозы и жиров в митохондриях — «энергетических станциях» клеток.

«Эти адаптации свидетельствуют об общем улучшении метаболической производительности, что может помочь снизить риск диабета 2 типа», — говорит Вайгерт. — «В будущем наши новые данные могут помочь лучше прогнозировать индивидуальные риски диабета и более точно подбирать рекомендации по физической активности отдельно для женщин и мужчин.»

Что дальше?

Учёные теперь хотят изучить роль половых гормонов, таких как эстроген и тестостерон, в этих различиях и то, как гормональные изменения в пожилом возрасте влияют на риск метаболических заболеваний.