Jesteśmy chorzy… Na całym świecie toczymy bitwę z choroba, które dziesiątkują całe społeczeństwo, jedną z nich jest bez wątpienia insulinooporność. Wiele z chorób znajdujących się na samym szczycie umieralności na pewnym etapie wiąże się z problemami gospodarki glukozowo-insulinowej. Mówimy tu o chorobach tak powszechnych jak udar, zawał, cukrzyca, dyslipidemia, Alzheimer i wiele wiele innych.
Wydajemy biliony dolarów na leczenie objawów choroby, ale nie mamy pojęcia, co je powoduje ani jak je leczyć. Insulinooporność jest podstawą wielu chorób współczesnego życia, takich jak zespół metaboliczny, otyłość i cukrzyca typu 2. Wiedza o tym, jak rozwija się insulinooporność, pozwala lepiej zrozumieć znane i śmiertelne choroby, które mogą dotykać Ciebie lub kogoś, kogo bliskiego.
Moglibyśmy uznać, że insulinooporność jest epidemią, jednak nikt z posiadaczy tego schorzenia nie budzi się pewnego dnia rano odkrywając, że nie wiadomo skąd ma insulinooporność – tak się nie dzieje. Będę też przybliżał temat jak to się dzieje i dlaczego, ale zacznijmy od początku.
Insulinooporność jest również uważana za główny czynnik ryzyka rozwoju dyslipidemii, nadciśnienia tętniczego i miażdżycy oraz prawdopodobny czynnik ryzyka udaru mózgu i choroby wieńcowej.
Droga do insulinooporności i cukrzycy jest wybrukowana przekarmianiem się, przetworzoną żywnością niedoborem mikroelementów i siedzącym trybem życia, stresem, niedosypianiem, źle skomponowaną dietą, nadwagą… Ta sama ścieżka może również prowadzić do innych powikłań.
Insulina
Insulina jest hormonem anabolicznym, który wywołuje efekty metaboliczne w całym organizmie. Jest wydzielana przez komórki beta trzustki i podawana bezpośrednio przez żyłę wrotną do wątroby, gdzie wywiera głęboki wpływ na metabolizm. Insulina jest wydzielana, gdy poziom glukozy we krwi wzrasta – jak po posiłku.
Kiedy jemy, węglowodany rozkładają się na cukry proste, takie jak glukoza. Ta glukoza może być wykorzystana od razu lub przechowywana do wykorzystania w przyszłości. Insulina jest głównym hormonem przechowującym glukozę w mięśniach szkieletowych i wątrobie. Mięśnie szkieletowe potrzebują glikogenu do skurczu mięśni w celu wytworzenia ruchu. Wątroba służy jako bufor magazynujący, który uzupełnia poziom glukozy we krwi innych narządów, takich jak mózg i reszta ciała. Jeśli zapotrzebowanie na glukozę jest wysokie, a zapasy glikogenu w wątrobie maleją, wówczas uruchamia ona własną fabrykę glukozy. Zapewnia to stałe źródło paliwa dla funkcji organizmu.
Kiedy poziom glukozy we krwi spada, wydzielanie insuliny ustaje, a wątroba uwalnia glukozę do krwi (mówimy o osobach zdrowych). Poza rolą w regulacji homeostazy glukozy, insulina stymuluje lipogenezę, zmniejsza lipolizę i zwiększa transport aminokwasów do komórek.
Kilka czynników stymuluje wydzielanie insuliny, ale zdecydowanie najważniejszym jest stężenie glukozy we krwi. Gdy stężenie glukozy we krwi wzrasta (po posiłku), duże ilości glukozy są wychwytywane, a co za tym idzie, wzrasta wydzielanie insuliny.
Zadaniem insuliny po posiłku jest zapewnienie, że większość glukozy, którą otrzymujemy z naszego pożywienia, jest przechowywana (w postaci tłuszczu lub glikogenu) i nie pozostaje w naszej krwi zbyt długo – dlatego nasz organizm wytwarza insulinę, gdy poziom glukozy we krwi wzrasta. Kontrolowanie ilości glukozy we krwi jest ważne dla naszego zdrowia, ponieważ glukoza jest toksyczna i szkodliwa dla organizmu. Jeśli insulina nie utrzyma poziomu glukozy we krwi na bezpiecznym poziomie, nastąpi uszkodzenie wielu różnych tkanek (nasze naczynia krwionośne, nerwy, nerki, oczy mogą zostać uszkodzone przez wysoki poziom glukozy we krwi) i w końcu możemy rozwinąć objawy cukrzycy.
Odwrotnie, wraz ze spadkiem stężenia glukozy we krwi, zmniejsza się wydzielanie insuliny, jednak nawet podczas postu wydzielane są niewielkie ilości insuliny. Wydzielanie insuliny może być również stymulowane przez niektóre aminokwasy, kwasy tłuszczowe, ketokwasy (produkty utleniania kwasów tłuszczowych) oraz kilka hormonów wydzielanych przez przewód pokarmowy.
Insulina działa przede wszystkim w celu stymulacji wychwytu glukozy przez trzy tkanki – tłuszcz, mięśnie i wątrobę – które są ważne w metabolizmie i magazynowaniu składników odżywczych. Podobnie jak inne hormony białkowe, insulina wiąże się ze specyficznymi receptorami na zewnętrznej błonie komórek docelowych, aktywując w ten sposób procesy metaboliczne w komórkach. Kluczowym działaniem insuliny w tych komórkach jest stymulowanie translokacji transporterów glukozy (cząsteczek pośredniczących w wychwytywaniu glukozy przez komórki) z wnętrza komórki do błony komórkowej.
Insulina ma bezpośredni wpływ na :
- Mięśnie
- Zwiększa transport i wykorzystanie glukozy oraz stymuluje syntezę i magazynowanie glikogenu
- Komórki wątroby
- Stymuluje syntezę glikogenu i magazynowanie lipidów
- Zmniejsza glukoneogenezę i wątrobową produkcję glukozy
- Zmniejsza dostępność krążących kwasów tłuszczowych
- Tkankę tłuszczową
- Zwiększa transport glukozy i lipogenezę oraz zmniejsza lipolizę
W tkance tłuszczowej insulina stymuluje wychwyt i wykorzystanie glukozy. Obecność glukozy w komórkach tłuszczowych prowadzi z kolei do zwiększonego wychwytu kwasów tłuszczowych z krążenia, zwiększonej syntezy kwasów tłuszczowych w komórkach oraz zwiększonej estryfikacji. Ponadto insulina jest silnym inhibitorem rozkładu trójglicerydów (lipolizy). Zapobiega to uwalnianiu kwasów tłuszczowych i glicerolu z komórek tłuszczowych, oszczędzając je wtedy, gdy są potrzebne organizmowi (np. podczas ćwiczeń lub postu). W białej tkance adipocytowej (WAT) insulina hamuje lipolizę oraz zwiększa transport glukozy i lipogenezę. Wraz ze spadkiem stężenia insuliny w surowicy nasila się lipoliza i uwalnianie kwasów tłuszczowych (u zdrowych osób), jeśli mamy insulinooporność, stężenie insuliny często jest wysokie przez kilkadziesiąt godzin co może blokować lipolizę i uwalnianie kwasów tłuszczowych tym samym kumulując je w wątrobie.
W tkance mięśniowej insulina stymuluje transport glukozy i aminokwasów do komórek mięśniowych. Glukoza jest przechowywana jako glikogen, cząsteczka magazynująca, która może być rozłożona w celu dostarczenia energii do skurczu mięśni podczas ćwiczeń i dostarczenia energii podczas postu. W mięśniach szkieletowych insulina promuje wykorzystanie i magazynowanie glukozy poprzez zwiększenie transportu glukozy i syntezy glikogenu. To warto zapamiętać. Jeśli nie ma ćwiczeń, zapasy glikogenu w wątrobie i mięśniach nie zużywają się. To sprawia, że wątroba i mięśnie szkieletowe „opierają się” działaniu insuliny, aby przechowywać więcej. Dodaj do tego nawykową dietę wysokowęglowodanową i wysokotłuszczową, a skończysz z nadmiernym poziomem krążącej glukozy (hiperglikemia) i lipidów we krwi.
Insulina nie jest wymagana do transportu glukozy do komórek wątroby, ale ma głęboki wpływ na metabolizm glukozy w tych komórkach. Stymuluje tworzenie glikogenu, hamuje rozpad glikogenu (glikogenolizę) oraz syntezę glukozy z aminokwasów i glicerolu (glukoneogeneza). Dlatego ogólnym efektem insuliny jest zwiększenie magazynowania glukozy oraz zmniejszenie produkcji i uwalniania glukozy przez wątrobę.
Insulina blokuje wytwarzanie glukozy przez wątrobę (glukoneogenezę), ponieważ kontynuowanie jej po spożyciu węglowodanów prowadziłoby do hiperglikemii. Gdy poziom insuliny jest niski, pojawiają się efekty odwrotne: brak insuliny podnosi blokadę produkcji glukozy w wątrobie, podczas gdy glikogen i tłuszcz mogą zostać rozłożone, aby uzyskać dostęp do zmagazynowanej w niej energii. Wątroba zamienia dodatkową glukozę w tłuszcz w procesie zwanym lipogenezą de-novo i czyni tłuszcz z glukozy. Nadmiar tłuszczu gromadzi się w wątrobie, powodując często stłuszczenie tego organu. Stłuszczona wątroba nie może prawidłowo funkcjonować i samo w sobie jest stanem chorobowym. W miarę jak wątroba dostarcza więcej glukozy, zaczyna wytwarzać więcej tłuszczu i rozsyła go po całym ciele.
Insulinooporność
Kiedy myślisz o osobie z insulinoopornością, pierwszą myślą może być osoba z nadwagą, cukrzycą typu II i podwyższonym poziomem cukru we krwi, chyba że jest to kontrolowane przez leki. Chociaż ta osoba z pewnością byłaby oporna na insulinę, to zaburzenie metaboliczne jest bardzo powszechne i często bezobjawowe, przynajmniej na początku. Rzeczywiście, jest całkowicie możliwe, aby być insulinoopornym, a mimo to mieć normalny lub prawie normalny poziom cukru we krwi, a być może nawet wiele osób nie zdaje sobie sprawy z tego, że ma insulinooporność. Dlaczego tak się dzieje później, ale najpierw musimy zrozumieć, co odróżnia osobę z w pełni rozwiniętą insulinoopornością od osoby z normalnym metabolizmem glukozy.
Załóżmy, że żywimy osobę zdrową i osobę oporną na insulinę posiłkiem zawierającym węglowodany. U zdrowej osoby insulina jest uwalniana przez trzustkę w odpowiedzi na wzrost poziomu glukozy we krwi. Insulina powoduje, że większość tej glukozy (około 80-90%) jest wchłaniana przez wątrobę i mięśnie i przekształcana w glikogen. Jednak u osoby opornej insulina nie jest w stanie wywołać takiego samego poziomu wychwytu glukozy przez mięśnie i wątrobę, mimo że trzustka wydziela więcej insuliny, próbując przezwyciężyć oporność. Tymczasem insulina nie blokuje produkcji glukozy (glukoneogenezy) w wątrobie. Dzięki temu utrzymają wyższy poziom cukru we krwi w porównaniu do zdrowej osoby.
Insulinooporność charakteryzuje się zmniejszoną reakcją na stymulację insulinową, co skutkuje brakiem odpowiedniej utylizacji glukozy we krwi przez tkanki docelowe, hamowaniem lipolizy, stymulacją syntezy glikogenu i hamowaniem wytwarzania glukozy przez wątrobę.
Wady te mogą być odwracalne przez utratę wagi, ćwiczenia i odpowiednią dietę. Najczęściej zgłaszane konsekwencje insulinooporności obejmują wystąpienie cukrzycy typu 2, z odpowiednią hiperglikemią na czczo i poposiłkową, podwyższoną HbA1c i niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby (NAFLD), której towarzyszy hiperinsulinemia osocza na czczo.
Gdy wyższe poziomy krążącej insuliny są niezbędne do osiągnięcia prawidłowej odpowiedzi obniżającej stężenie glukozy, osobę uważa się za oporną na insulinę. W przypadku insulinooporności tkanki docelowe (mięśnie, wątroba, tkanka tłuszczowa) nie reagują normalnie na insulinę.
Fizjologicznie nastąpi zmniejszenie wychwytu glukozy, utleniania glukozy i syntezy glikogenu. Będzie również mniej tłumione utlenianie/lipoliza lipidów. Endogenna produkcja glukozy będzie kontynuowana i nie będzie tłumiona, jak to zwykle ma miejsce przy normalnej wrażliwości na insulinę.
Ponieważ insulinooporność utrzymuje się, poziomy insuliny w osoczu nadal rosną, aby skompensować oporność komórkową, prowadząc ostatecznie do toksyczności lipidów i glukozy oraz niewydolności komórek beta.
Badania sugerują, że wczesne objawy subklinicznego zapalenia mogą poprzedzać i przewidywać insulinooporność. Wydaje się to być szczególnie prawdziwe w przypadku insulinooporności wątroby, która jest związana z wczesną regulacją w górę komórek beta. Ostatecznie obwodowa insulinooporność jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do zespołu metabolicznego i jego progresji do cukrzycy typu 2.
Różnorodnym jednostkom klinicznym – stan przedcukrzycowy, lipodystrofia, zespół policystycznych jajników, niealkoholowe stłuszczenie wątroby – towarzyszy zwiększone stężenie insuliny w osoczu na czczo. To zwiększone obciążenie pracą endokrynnej trzustki i wynikająca z tego dekompensacja komórek β jest głównym mechanizmem rozwoju jawnej cukrzycy typu 2. Jednak znaczenie insulinooporności w patogenezie cukrzycy typu 2 podkreślają prospektywne badania na ludziach, które wykazały, że insulinooporność jest najlepszym prognostykiem przyszłej diagnozy cukrzycy T2. Ponieważ działanie insuliny pełni różne funkcje w różnych typach komórek, insulinooporność ma różne konsekwencje funkcjonalne w różnych tkankach docelowych insuliny.
Dlaczego insulinooporność jest zła?
Insulinooporność jest problemem z wielu powodów. Insulinooporność jest podstawowym stanem, który napędza nie tylko cukrzycę typu 2, ale także inne poważne przewlekłe choroby związane ze starzeniem się, w tym stłuszczenie wątroby, choroby serca i nowotwory. Jeszcze zanim insulinooporność spowoduje podwyższony poziom cukru we krwi, wątroba magazynuje nadmiar glukozy w postaci tłuszczu. Tej zwiększonej produkcji tłuszczu towarzyszy wzrost produkcji lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości (VLDL), która jest cząsteczką przenoszącą kwasy tłuszczowe do tkanek. Zwiększa to odkładanie się tłuszczu w ścianach tętnic, co prowadzi do miażdżycy. Nagromadzenie tłuszczu również ustawia wątrobę na drodze do stłuszczenia wątroby.
Wzrost produkcji insuliny w odpowiedzi na insulinooporność również powoduje szereg problemów. Insulina jest hormonem promującym wzrost i jako taka może promować wzrost komórek nowotworowych. Insulina promuje również stan zapalny, który jest czynnikiem powodującym prawie wszystkie przewlekłe choroby związane z wiekiem, w tym nowotwory, choroby serca i choroby neurodegeneracyjne.
Kiedy insulinooporność powoduje podwyższony poziom cukru we krwi w cukrzycy, może to spowodować uszkodzenie naczyń krwionośnych i układu nerwowego, jeśli utrzymuje się przez dłuższy czas. Kiedy poziom cukru we krwi jest bardzo podwyższony, nerki ponownie wchłaniają mniej glukozy, a w konsekwencji mniej wody, co może spowodować poważne odwodnienie. Insulinooporność utrudnia dotarcie glukozy z krwi do komórek, które mogłyby z niej korzystać.
Jak ocenić czy mamy insulinooporność?
Na długo zanim poziom cukru we krwi stanie się nieprawidłowy w stadium znanym jako stan przedcukrzycowy, progresja do cukrzycy typu 2 już się rozpoczęła w postaci insulinooporności – a identyfikacja insulinooporności na tym etapie (gdy poziom glukozy we krwi jest nadal normalny) umożliwia ludziom wprowadzenie zmian w diecie aby uniknąć progresji do stanu przedcukrzycowego i cukrzycy typu 2.
Oznaki i objawy problemów z gospodarką glukozowo-insulinową obejmują:
- Hiperglikemia
- Hipertriglicerydemia
- Brak koncentracji
- Wzdęcia
- Senność lub zmęczenie po posiłkach
- Przybranie na wadze
Sama insulinooporność może nie być objawowa, chociaż jest częstym objawem w zespole metabolicznym, który charakteryzuje się:
- Otyłością
- Nadciśnieniem
- Nieprawidłowym stężeniem glukozy na czczo
- Podwyższonymi triglicerydami
- Niskim poziomem cholesterolu HDL
Odkrycie oporności na insulinę u tych, którzy nie mają bardziej widocznych oznak zewnętrznych, może być szczególnie pomocne – w tym u tych, którzy wydają się szczupli, ale mogą mieć tłuszcz trzewny lub ektopowy (TOFI, „cienki na zewnątrz, gruby w środku”), lub tych, którzy mogą mieć niewykrytą hiperinsulinemię z powodu ich nieprawidłowej odpowiedzi na węglowodany w diecie. Niektóre osoby należące do tej kategorii mogą obejmować osoby ze znacznym wywiadem rodzinnym w zakresie cukrzycy typu 2 lub wcześniejszej cukrzycy ciążowej , mimo że obecnie wydają się zdrowe.
Wskaźnik (HOMA-IR) to test, który wykorzystuje jednoczesne badanie stężenia glukozy we krwi na czczo i badanie insuliny na czczo w celu dokładnego oszacowania stopnia insulinooporności (IR) i funkcji komórek β (komórek trzustki produkujących insulinę). Alternatywnie, HOMA-IR można również określić na podstawie jednoczesnego testu glikemii na czczo i testu peptydu C na czczo. Peptyd C jest uwalniany proporcjonalnie do insuliny, dzięki czemu można go wykorzystać do oszacowania insuliny. Jednak w przypadku tego połączenia, głosy są podzielone.
Równania oceny modelu homeostatycznego ( HOMA ) są szeroko stosowane w badaniach do oceny insulinooporności, a dwa równania, które wykorzystują poziomy insuliny i glukozy we krwi na czczo, są następujące: HOMA-IR służy do oceny insulinooporności.
Przy jakiej wartości HOMA-IR zaczyna się insulinooporność?
- <2,5 – wynik fizjologiczny, prawidłowy, inne źródła wskazują poziom od 0,5-1,4 jako uważany za zdrowy
- >2,5 – wynik nieprawidłowy (wg większości autorów) oznaczający insulinooporność. Inne źródła wskazują wynik powyżej 1,8 na wczesną insulinooporność, powyżej 2,7 znaczną IO.
HOMA-IR= (glukoza w mmol/l x insulina w mIU/ml)/22,5
Co jeszcze warto sprawidzić?
Hba1c – wskaźnik hemoglobiny glikowanej
Markery zapalne OB, CRP
ALT, AST – wskaźniki wątrobowe
Lipidogram – cholesterol całkowity, LDL, HDL, trójglicerydy
Krzywa glukozowo insulinowa
Glikemia po posiłkowa
Czy sama glukoza na czczo wystarczy?
Odpowiedź brzmi niestety nie. Biorąc wynik samej glukozy na czczo, może nam pokazać, że wszystko jest świetnie np. nasz poziom wynosi 85 z czego moglibyśmy być zadowoleni, jednak to tylko cześć obrazu. Nie wiemy ile pracy w wykonała nasza trzustka i ile insuliny było potrzeba to uzyskania powyższego wyniku.
https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.14814/phy2.14607
https://link.springer.com/article/10.1007/s11892-012-0356-6
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6170977/
https://www.austincc.edu/apreview/EmphasisItems/Glucose_regulation.html
