Роль хрома в поддержании уровня глюкозы в крови

Здоровье и качество жизни человека во многом определяются питанием. Нарушения питания приводят к развитию так называемых «болезней питания» – алиментарных и алиментарно-зависимых заболеваний [1]. К таким заболеваниям относят, прежде всего, сахарный диабет, стоящий в одном ряду с сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями, т.к. он характеризуется высокой распространенностью, хроническим и неизлечимым течением, ранней инвалидизацией и повышенной смертностью [2].

Диабет развивается вследствие нарушения метаболизма глюкозы. Глюкоза не способна проникать через клеточную мембрану, поэтому ее транспорт внутрь клетки осуществляют специальные белки –глюкотранспортеры (ГЛУТ). ГЛУТ подразделяются на несколько типов: инсулин-зависимые клетки (ГЛУТ-4), процесс переноса глюкозы в которые посредством облегченной диффузии идет под контролем гормона инсулина, и инсулин-независимые (все остальные ГЛУТ). ГЛУТ-4 находится только в трех типах клеток: жировые клетки, мышечные клетки и клетки миокарда [3].

Исходя из этого существуют две формы сахарного диабета: инсулин-зависимый (типа I) и инсулин-независимый (типа II), значительно более распространенная и сложная разновидность этого заболевания. Сахарный диабет типа II обусловлен снижением или потерей чувствительности инсулин-зависимых клеток к инсулину – гормону, регулирующему транспорт глюкозы в клетки. Такая потеря чувствительности называется инсулинорезистентностью. Причиной заболевания является преобладающее многолетнее потребление рафинированных углеводов, а также наследственность [2].

Несмотря на то, что ограничение потребления углеводов является одним из популярных способов лечения заболевания, существуют более эффективные средства. Таким средством является хром. При регулярном приеме этот микроэлемент оказывает значительное лечебное воздействие на целый спектр нарушений здоровья, включая ожирение, сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания, а также множество психических расстройств [4].

Был описан предполагаемый механизм активации киназной активности рецептора инсулина хромодулином в ответ на инсулин. Атомы хрома взаимодействуют с субстанцией – хромодулином. Хромодулин состоит из остатков аминокислот глицина, цистеина, аспарагиновой кислоты и глутамата. Это – природный олигопептид, повышенное содержание которого наблюдается в печени и почках. Хромодулин находится в апоформе (неактивная форма) в цитоплазме и ядрах мышечных, жировых клеток, а также клеток миокарда. Апоформа инсулинового рецептора, связываясь с инсулином, превращается в активную, что запускает перемещение хромодулина из крови в инсулин-зависимые клетки. Это приводит к связыванию хрома с неактивной формой хромодулина. Затем хромодулин прикрепляется к рецептору инсулина, способствуя быстрой активации рецептора инсулина – тирозинкиназы. Субстраты рецептора инсулина стимулируют перемещение глюкозы из межклеточной жидкости внутрь инсулин-зависимых клеток, снижая тем самым концентрацию глюкозы в крови [3]. 

Таким образом, хром в составе данного комплекса способствует повышению чувствительности клеточных рецепторов тканей к инсулину. Это приводит к облегчению их взаимодействия и снижению потребности организма в инсулине. Помимо этого, хромодулин оказывает стимулирующее действие на β-клетки поджелудочной железы [5]. Поэтому хром необходим больным сахарным диабетом (прежде всего, II типа), поскольку уровень его в крови у таких больных понижен. Более того, недостаточность потребления этого микроэлемента может стать причиной диабетоподобного состояния [4].  

Хром осуществляет свою биологическую функцию также в составе низкомолекулярного органического комплекса – фактора толерантности к глюкозе (ГТФ), который по своим свойствам напоминает хормодулин [6]. ГТФ – это комплекс, состоящий из трехвалентного хрома (Сг³⁺), двух молекул пиколиновой кислоты и трех аминокислот: глутаминовой кислоты, цистеина и глицина. На рисунке представлена структурная формула комплекса ГТФ.

Рисунок. Структурная формула фактора толерантности к глюкозе

ГТФ выступает в качестве имитатора инсулина и инсулин-потенцирующего соединения. ГТФ может снизить уровень глюкозы в крови без дополнительного лекарственного средства, а также может активировать действие инсулина: небольшая доза инсулина становится более эффективной при введении с дозой данного комплекса. При этом обнаруживается более интенсивный транспорт глюкозы в клетки [4]. Комплекс был впервые выявлен в пивных дрожжах, являющихся одним из самых богатых источников органического хрома. Было сделано немало попыток, чтобы изолировать или синтезировать ГТФ, но ни одна из них не была успешной. Ученые синтезировали биологически активные комплексы хрома, которые будут изготовлены в виде добавок, но не идентичны природным ГТФ-комплексам [3].

Таким образом, результаты исследований показывают, что хром и его комплексы могут использоваться в качестве пероральных антидиабетических средств, снижающих уровень глюкозы в крови человека и стимулирующих транспорт глюкозы в клетки. Помимо этого, хром оказывает положительное влияние на организм человека при ожирении и заболеваниях сердечно-сосудистой системы.