Insulinooporność - definicja, patogeneza, objawy i styl życia.

2021-09-15

CZYM JEST INSULINOOPORNOŚĆ (IO)?
Insulinooporność (IO) to zaburzenie równowagi glukozowej w organizmie zachodzące na skutek obniżonej wrażliwości receptorów insulinowych znajdujących się w największym zagęszczeniu na komórkach wątroby, tkanki tłuszczowej oraz komórkach mięśniowych.

Insulinooporność jest stanem organizmu, który niezaadresowany w odpowiedni sposób poprzez właściwe zmiany w stylu życia prowadzi w dłuższej perspektywie do rozwoju cukrzycy typu 2 wraz z całym tzw. zespołem metabolicznym.

Wyróżnia się dwa rodzaje insulinooporności ze względu na rodzaj tkanki, której dotyczy. Pierwsza z nich to tzw.insulinooporność wątrobowa związana z nasileniem glikogenolizy, glukoneogenezy, ale także ze wzrostem produkcji VLDL cholesterolu i trójglicerydów. Drugi rodzaj, którym jest insulinooporność obwodowa, dotyczy tkanki mięśniowej oraz tkanki tłuszczowej.

ZWIĄZEK OTYŁOŚCI Z INSULINOOPORNOŚCIĄ
Związek tych dwojga w świecie nauki jest znany doskonale od bardzo dawna. Jednym z typów otyłości jest tzw. otyłość trzewna do której zidentyfikowania można wykorzystać wskaźnik WHR.

Za pomocą tego wskaźnika każdy z nas może oszacować, czy ma do czynienia z otyłością. Otyłość trzewna jest związana z gromadzeniem tkanki tłuszczowej w jamie brzusznej oraz górnej części ciała i jak wskazują dowody naukowe może być bardzo niebezpieczna dla zdrowia.

Wskaźnik WHR możemy u siebie oszacować za pomocą prostego obliczenia, a mianowicie dzieląc obwód talii w (cm) przez obwód w biodrach w (cm).

O otyłości trzewnej świadczą wartości:

równe 1,0 lub wyższe dla mężczyzn

równe 0,85 lub wyższe dla kobiet

UWAGA! Wskaźnika WHR nie stosujemy u kobiet w ciąży.

Z badań przeprowadzonych jeszcze w latach 80. XX wieku wynika, iż zaburzenia tolerancji glukozy, wysokie poziomy trójglicerydów czy nadciśnienie tętnicze występowały częściej właśnie u ludzi z podwyższonym WHR (Waist – Hip Ratio), czyli w tym wypadku z otyłością trzewną. W badaniach epidemiologicznych wykazano, że istnieje korelacja pomiędzy ilością tkanki tłuszczowej a wrażliwością tkanek na działanie insuliny. Z badań tych wynika również że bardzo ważnym niezależnym czynnikiem rozwoju insulinooporności jest ilość tłuszczu trzewiowego.

Czynnikiem, który łączy tkankę tłuszczową z insulinoopornością, jest przede wszystkim napływ zwiększonej ilości wolnych kwasów tłuszczowych (WKT) uwalnianych z tkanki tłuszczowej oraz ich wychwyt przez komórki wątroby (hepatocyty) i komórki mięśniowe (miocyty). Najprawdopodobniej zwiększona liczba WKT wpływa na upośledzenie działania receptora insulinowego.

Powiązanie tkanki tłuszczowej z insulinoopornością wynika również z produkcji przez komórki tłuszczowe wielu prozapalnych cytokin, które inicjują reakcję zapalną oraz niektórych aktywnych biologicznie substancji (adipokin) mających niekorzystny wpływ na rozwój insulinooporności.

PATOGENEZA
Insulina to hormon wytwarzany przez trzustkę w komórkach beta. Jej podstawowym zadaniem w organizmie jest regulacja poziomu glukozy we krwi. Insulina działa na tkanki docelowe poprzez swoje insulinowe receptory, pełniąc rolę „klucza”, który otwierając "zamek" (receptor komórki) wprowadza do komórki głównie tłuszczowej oraz mięśniowej cząsteczki glukozy.

Prawidłowe połączenie się insuliny z receptorem mieszczącym się na powierzchni komórki warunkuje dobrze funkcjonującą gospodarkę węglowodanową organizmu. Ze względu na patomechanizmy insulinooporności możemy podzielić ją na 3 rodzaje takie jak:

–przed receptorowa, w przypadku której receptor działa bez zarzutu, natomiast budowa insuliny jest nieprawidłowa (tzw. zespół zmutowanej insuliny), czyli zamek jest dobry, ale klucz do niego krzywy.

-receptorowa, czyli odwrotna sytuacja do insulinooporności przed receptorowej, w której to insulina ma prawidłową budowę i działa bez zarzutu natomiast receptor jest wadliwy (zespół zmutowanego receptora), co oczywiście uniemożliwia połączenie się z insuliną, a więc klucz jest dobry, ale tym razem zamek zepsuty.

-post receptorowa, w której dochodzi do zaburzenia przekazywania sygnału pomiędzy insuliną a receptorem insulinowym. W takim wypadku możemy sobie wyobrazić sytuację,  w której zarówno klucz jak i zamek jest prawidłowy, natomiast wejście jest zabarykadowane od środka, co skutkuje niemożliwością wprowadzenia  glukozy do komórki.

Dwa pierwsze patomechanizmy mają podłoże genetyczne i występują raczej rzadko, natomiast w tym artykule skupimy się na insulinooporności postreceptorowej, która jest niezależna od genetyki, a zarazem występuje u ludzi najczęściej.

Rozwój laboratoryjnych technik biochemicznych i molekularnych pozwolił na określenie patomechanizmu zaburzeń glukozy w otyłości. Indukcja stanu insulinooporności związana jest z dwoma głównymi mechanizmami:

-zwiększonym uwalnianiem wolnych kwasów tłuszczowych (WKT) na skutek intensywnego procesu lipolizy oraz ich wychwytem przez komórki wątroby (hepatocyty) i komórki mięśniowe (miocyty)

-produkcją czynników prozapalnych oraz specyficznych białek tzw. adipokin przez komórki tłuszczowe (adipocyty).

Pierwszy z powyższych mechanizmów prowadzi do akumulacji triacylogliceroli, a także diacylogliceroli i ceramidów, które tak jak glukoza mogą być wykorzystywane do produkcji energii komórkowej ATP. Dodatni bilans energetyczny wywołuje wzrost acetylo-CoA i NADP co w konsekwencji doprowadza do wzrostu biosyntezy reaktywnych form tlenu (RFT) uszkadzających mitochondria (nasze piece energetyczne, w których dochodzi do przetwarzania glukozy na energię ATP).

Komórki broniące się przed działaniem reaktywnych form tlenu mających na nie destrukcyjne działanie stają się oporne na dopływ substratów energetycznych (głównie glukozy), zmniejszając liczbę receptorów insulinowych na swojej powierzchni, ilość substratów receptora insulinowego i transportera glukozy typu (GLUT-4) co warunkuje nieprawidłowe działanie insuliny.

W drugim z mechanizmów indukcja przewlekłego stanu zapalnego poprzez aktywność tkanki tłuszczowej niekorzystnie wpływa na działanie insuliny. Można by rzec, że czynniki wytwarzane przez tkankę tłuszczową takie jak:

-TNF-alfa (czynnik martwicy nowotworu)

-IL-6 (interleukina-6)

-Leptyna

-Rezystyna

-Wisfatyna

-RBP-4

-Waspina

nasilają rozwój insulinooporności, a z kolei insulinooporność nasila wzrost tkanki tłuszczowej i mamy mechanizm błędnego koła. Związek insulinooporności oraz cukrzycy typu 2 ze stanem zapalnym jest raczej niezaprzeczalny. W wielu badaniach wykazano, że u pacjentów z otyłością występują podwyższone poziomy zapalnych cytokin we krwi, a w modelach zwierzęcych wykazano, że częściowe lub całkowite wyciszenie genów kodujących np. TNF-alfa czy IL-1a prowadzi do poprawy wrażliwości receptorów insulinowych.

Cytokiny biorące udział w rozwoju insulinooporności są również wytwarzane pod wpływem wielu innych czynników, a nie tylko przez tkankę tłuszczową, o czym opowiem w kolejnym artykule. Wniosek z tego taki, że warto leczyć na bieżąco stany zapalne, których przyczyny mogą być różne od przewlekłych infekcji, rozszczelnienia bariery jelitowej aż po chore zęby wymagające leczenia stomatologicznego.

CZYNNIKI PREDYSPONUJĄCE DO INSULINOOPORNOŚCI
W rozwoju insulinooporności biorą udział czynniki genetyczne oraz środowiskowe, które nakładają się na czynniki genetyczne, aktywując zaburzenie. A więc warto podkreślić tutaj, że sama predyspozycja genetyczna w żadnym wypadku nie przesądza o rozwoju problemu. Potrzebne jest coś więcej, czyli zły styl życia. Wśród czynników środowiskowych wymienia się głównie nadmierną podaż energii dostarczaną w codziennej diecie, głównie z produktów węglowodanowych oraz tłuszczów pochodzenia zwierzęcego, a także niedostateczną ilość aktywności fizycznej.

Na uwagę zasługuje również zbyt wysoka aktywność sympatycznego układu nerwowego (SNS, symphathetic nervous system), o którym bardzo często wspominam swoim podopiecznym, ponieważ przewlekła nadmierna aktywność SNS odgrywa istotną rolę nie tylko w rozwoju takich zaburzeń zdrowia jak insulinooporność, ale również w wielu innych problemach zdrowotnych o przewlekłym charakterze.

Kolejnym czynnikiem wpływającym negatywnie na gospodarkę cukrową i bardzo mocno przyczyniającym się do rozwoju IO jest niedostateczna ilość snu oraz jego kiepska jakość.

Przewlekły deficyt snu skutkuje wzrostem oporności tkanek na insulinę, a zaburzenia okołodobowego rytmu snu spowodowane zmianami w stylu życia, podróżami czy pracą zmianową mogą powodować nieprawidłowe działanie zegarów peryferyjnych, co prowadzi do zaburzeń metabolicznych. Naukowcy twierdzą, że zakłócenia zegara komórek beta trzustki są potencjalnym powodem niewydolności komórek beta, co czyni osobę podatną na rozwój cukrzycy typu 2.

OBJAWY
Do najczęstszych objawów insulinooporności zaliczyć możemy:

-nadmierną masę ciała (zwłaszcza w okolicach brzucha)

-zachcianki na słodkie, ciągłą ochotę na jedzenie

-zaburzenia snu

-zmęczenie

-senność

-bóle głowy

-problemy z koncentracją

STYL ŻYCIA
W wielu badaniach klinicznych wykazano, że wprowadzenie diety redukcyjnej oraz spadek masy ciała powoduje obniżenie stężenia wolnych kwasów tłuszczowych, a to z kolei poprawia wrażliwość receptorów insulinowych. Stwierdzono, że odpowiednia dieta oraz styl życia zmniejsza ryzyko rozwoju IO, oraz cukrzycy typu 2.

Regularna aktywność fizyczna, do której wielu pacjentów z zaburzeniami tolerancji glukozy jest ciężko namówić, ma zbawienny wpływ na ich dolegliwości. Korzyści, jakie mogliby odnieść dzięki ćwiczeniom to np. wzrost wrażliwości tkanek na insulinę, poprawa profilu lipidowego, poprawa ciśnienia tętniczego oraz zarówno spadek masy ciała jak i poprawa jego składu. Na wzrost wrażliwości receptorów insulinowych oraz idący za tym spadek insulinooporności możemy również liczyć dzięki poprawie higieny snu.

Dowody naukowe wskazują, że sen krótszy bądź równy 6 godzinom na dobę przyczynia się do pogorszenia funkcjonowania gospodarki cukrowej, a pacjenci, którzy od dłuższego czasu sypiają po 6 h lub mniej na dobę wracając do dłuższego spania powyżej 6 h, wykazują poprawę metabolizowania glukozy. Spanie jest bardzo ważne i lepiej tego nie lekceważyć.

Osobom z insulinoopornością oraz towarzyszącą nadwagą lub otyłością zaleca się stopniową redukcję masy ciała na poziomie 5-10% w każdym kolejnym roku terapii, aż do momentu osiągnięcia prawidłowej wartości wskaźnika BMI, który nie powinien wynosić więcej niż 25. W procesie powrotu do równowagi metabolicznej warto się nastawić na długoterminowe zmiany nawyków żywieniowych (moim zdaniem najlepiej na stałe) wprowadzenie regularnej aktywności fizycznej o częstotliwości i intensywności indywidualnie dostosowanej do możliwości, a także pracę nad stresem i poprawą jakości snu.

PODSUMOWANIE
Przyczyny rozwoju insulinooporności są złożone, często jest to wypadkowa wielu różnych czynników zarówno genetycznych jak i środowiskowych. Najskuteczniejszą i najzdrowszą metodą leczenia jest bez wątpienia zmiana stylu życia. Odpowiedni sposób odżywiania, aktywność fizyczna, dobry sen oraz praca nad stresem stanowią najlepszy oręż w walce z insulinoopornością jak i w jej zapobieganiu.

BIBLIOGRAFIA:
1. L. Napiórkowska, E. Franek. Insulinooporność, a stan przedcukrzycowy. Prace poglądowe. Post N Med 2017; XXX (02): 84-88.

2. K. Bergmann, K. Olender, G. Odrowąż-Sypniewska, Rola otyłości i stanu zapalnego w cukrzycy typu 2. Praca poglądowa. Journal of laboratory diagnostics.2012 • Volume 48 • Number 3 • 313-322

3. J. Suliburska, J. Kuśnierek. Czynniki żywieniowe i poza żywieniowe w rozwoju insulinooporności. Katedra Higieny Żywienia Człowieka. Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu.

4. J. Pawlak, R. A. Derlacz. Mechanizm powstawania oporności na insulinę w tkankach obwodowych. Postępy Biochemii 57(2) 2011.

5. I. D. Iyegha, A. Y. Chieh, B. M. Bryant. Associations between poor sleep and glucose intolerance in prediabetes.Psychoneuroendocrinology.2019 110:104444. 

6. A. Barikani, M. Javadi, S. Rafiei. Sleep Quality and Blood Lipid Composition Among Patients with Diabetes.Int J Endocrinol Metab.2019 2; 17 (3):e81062. 

7.A. Syaugy, C. Y. Hsu, H. H. Rau i wsp. Association of Sleep Duration and Insomnia Symptoms with Components of Metabolic Syndrome and Inflammation in Middle-Aged and Older Adults with Metabolic Syndrome in Taiwan.Nutrients.2019 Aug 9;11(8). pii: E1848. 

8. H. Ashraf, J. Ahmada, A. Hassan i wsp. Computational modeling and analysis of the impacts of sleep deprivation on glucose stimulated insulin secretion. Biosystems. 2019; 179:1-14. 

9. M. N. Rao, T. C. Neylan, C. Grunfeld. i wsp. Subchronic sleep restriction causes tissue-specific insulin resistance. J Clin Endocrinol Metab. 2015 Apr ; 100(4) : 1664-71. 

10. A. So-Ngern, N. Chirakalwasan, S. Saetunq i wsp. Effects of Two-Week Sleep Extension on Glucose Metabolism in Chronically Sleep-Deprived Individuals. J Clin Sleep Med. 2019 15; 15(5) : 711-718.