Insulinooporność - pierwszy krok do cukrzycy typu II

Zagadnienia medyczne

Zacznijmy od podstaw - czym jest insulina i jak działa?

Insulina jest hormonem anabolicznym produkowanym przez trzustkę, którego głównym zadaniem jest dostarczenie komórkom i tkankom naszego organizmu składników odżywczych. Ma ona za zadanie wprowadzić glukozę do tkanek.

Insulina wytwarzana jest w komórkach B wysp trzustkowych. Komórki wysp trzustkowych pełnią zatem funkcje wewnątrzwydzielniczą (dokrewną) i poza insuliną produkują glukagon, który stymuluje rozpad glikogenu (magazynu) i syntezę glukozy. Poza komórkami wysp trzustkowych trzustka zawiera część pęcherzykową, która pełni funkcje gruczołu trawiennego. Komórki pęcherzykowe wytwarzają enzymy trawienne.

Trzustka uwalnia insulinę, gdy poziom glukozy (czyli cukru we krwi) wzrasta. Zatem po zjedzeniu posiłku z węglowodanami, gdy są one już strawione i dostają się w formie glukozy do krwi - dochodzi do wyrzutu insuliny. Im więcej zjemy węglowodanów tym więcej insuliny jest wydzielanej. Dzięki insulinie część glukozy trafi do mięśni i wątroby, gdzie jest gromadzona w postaci glikogenu. Jeśli nie ma konieczności uzupełniania zapasów w wątrobie, nadmiar jest odkładany w postaci tkanki tłuszczowej.

Wątroba jest gruczołem, który stanowi cześć przewodu pokarmowego. To w niej w razie potrzeby dochodzi do uwolnienia glukozy ze zmagazynowanego wcześniej glikogenu. A wiec można powiedzieć, że glikogen to zapas glukozy dla organizmu. Jest on stale uzupełniany.

Czym jest w takim razie insulinooporność?

Insulinooporność jest stanem obniżonej wrażliwości komórek i tkanek na insulinę. U osób cierpiących na insuliooporność dochodzi ponadto do nieadekwatnie wysokiego wyrzutu insuliny przez trzustkę w porównaniu do wzrostu glukozy we krwi. A z powodu oporności tkanek na jej działanie nawet po dwóch godzinach od posiłku poziom insuliny we krwi jest wysoki. W sytuacji małej wrażliwości tkanek na insulinę organizm produkuje jej coraz więcej. Więc dochodzi do sytuacji, w której w organizmie krąży nieproporcjonalnie dużo insuliny. Znacznie więcej niż jest potrzebne przy obecnym poziomie glikemii.

Insulinooporność - definicja

Insulinoopornością określamy zaburzenie homeostazy (samoregulacji) glukozy, polegające na zmniejszeniu wrażliwości tkanek docelowych na insulinę, pomimo jej prawidłowego lub podwyższonego stężenia w surowicy krwi. Insulinooporność może mieć postać obwodową lub wątrobową [1].

Obwodowa insulinooporność rozwija się w mięśniach szkieletowych i tkance tłuszczowej. Objawia się ona upośledzonym wychwytem i utylizacją glukozy przez mięśnie szkieletowe, nasileniem procesu odkładania tłuszczu w tkance tłuszczowej oraz zwiększeniem uwalniania wolnych kwasów tłuszczowych.

Natomiast insulinooporność wątrobowa dotyczy hepatocytów (czyli komórek wątrobowych) i powoduje niekontrolowanenasilenie wątrobowej glikogenezy i glukoneogenezy (produkcji glikogenu – czyli rezerwuaru glukozy) oraz wytwarzanie frakcji VLDL choresterolu (czyli lipoprotein o bardzo małej gęstości) i triglicerydów.

Innymi słowy w przypadku insulinooporności wątrobowej dochodzi do niekontrolowanego nasilenia produkcji cukrowego materiału zapasowego (glikogenu) oraz glukozy ze związków niecukrowych takich jak np. aminokwasy (czyli składowe białek).

Jak rozpoznać insulinooporność?

Metody diagnozowania insulinooporności polegają na równoczesnych pomiarach stężenia glukozy i insuliny w surowicy krwi. Najprostszą metodą oceny jest określenie wielkości ilorazu stężenia insuliny i glukozy w surowicy krwi. Iloraz stężenia insuliny (w mlU/l) do stężenia glukozy (w mg/dl) wyższy niż 0,3 przemawia za insulinooponościa [2].

Obecnie jednak szerokie zastosowanie w ocenia występowanie ma matematyczny model oceny insulinooporności HOMA (Homeostatic Model Asessment)[38,39]. W tym modelu na podstawie stężenia glukozy i insuliny w surowicy krwi w warunkach podstawowych (na czczo) oblicza się współczynnik insulinooporności według wzoru.

HOMA-IR (mmol/L x µU/ml) = stężenie glukozy na czczo (mmol/L)x stężenie insuliny na czczo (µU/ml)/22,5

Wartość prawidłowa HOMA-IR w warunkach fizjologicznych wynosi 1. Każde wyższe wartości przemawiają za insulinoopornościa obwodową lub pochodzenia wątrobowego [3].

Inną metodą jest tzw. Krzywa insulinowa. Czyli ocena stężenia glukozy i insuliny po obciążeniu 75g glukozy. Badanie polega na wypiciu roztworu glukozy (75g glukozy + woda). I badanie stężenia obydwu składników na czczo oraz godzinę i dwie godziny po wypiciu. U osoby zdrowej insulina po dwóch godzinach powinna być zbliżona do wyjściowej (na czczo). W przypadku insulinooporności utrzymuje się ona na wysokich poziomach i nie spada.

Przyczyny wystąpienia insulinooporności

Insulinooporność może mieć podłoże genetyczne, na przykład w przypadku gdy organizm produkuje hormon o nieprawidłowej budowie tzw. zespół zmutowanej insuliny.

Obniżenie wrażliwości na insulinę może być także wynikiem nadmiaru hormonów działających przeciwstawnie do insuliny, takich jak:

  • kortyzol (w przypadku występowania zespół Cushinga)
  • hormon wzrostu (w przypadku akromegalia lub leczeniu hormonem wzrostu)
  • hormony tarczycy (w przypadku występowania nadczynność tarczycy)
  • parathormon (w przypadku pierwotnej nadczynności przytarczyc)

Powyższe sytuacje nie są częste i nie należą do głównych przyczyn rozwoju. Największe ryzyko rozwoju insulinooporności obserwujemy u osób z występującym nadmiarem masy ciała (nadwagą, otyłością).
Tkanka tłuszczowa przyczynia się do powstania insulinooporności poprzez produkowanie substancji hormonalnych, które mają działanie przeciwstawne do insuliny lub hamują efekty jej działania, a także poprzez bezpośrednie wydzielanie do krwi tzw. wolnych kwasów tłuszczowych (WKT). 
Przy nadmiarze wolnych kwasów tłuszczowych organizm wykorzystuje je jako źródło energii zamiast glukozy. W konsekwencji glukoza nie jest spalana w tkankach, a jej poziom we krwi wzrasta. Wówczas organizm, dla utrzymania prawidłowego poziomu cukru we krwi, zwiększa wydzielanie insuliny.

Do innych czynników ryzyka zaliczamy:
  • Wiek. Wraz z wiekiem wzrasta ryzyko rozwoju insulinooporności
  • Płeć. W przypadku mężczyzn, gdzie częściej diagnozuje się otyłość brzuszną, w przypadku której wystąpienie oporności na insulinę jest większe.
  • Wysokokaloryczna dieta bogata w węglowodany łatwo przyswajalne. Ciągłe duże spożycie cukru zmusza organizm do uwalniania dużej ilości insuliny. Przy stałym dużym poziome komórki stają się oporne na sygnały insuliny.
  • Niska aktywność fizyczna. Każda regularna aktywność fizyczna uwrażliwia tkanki na insulinę. W przypadku siedzącego trybu życia organizm nie potrzebuje wytwarzać zbyt wiele energii. Poza tym brak ruchu upośledza krążenie krwi, a to również ogranicza właściwe dotlenienie komórek. Jeżeli spada zapotrzebowanie na energię, automatycznie spada zapotrzebowanie na glukozę w komórkach. W tych warunkach receptory insulinowe mają coraz mniejszy sens istnienia. Komórka zaczyna wytwarzać białko, które zakrywa receptor insulinowy blokując jego funkcję.
  • Stosowanie leków o działaniu diabetogennym (glikokortykosteroidy, diuretykidiazydowe, tabletki antykoncepcyjne, diuretyki pętlowe, blokery kanału Ca)
  • Alkohol
  • Palenie tytoniu
Następstwa zdrowotne insulinooporności

Insulinooporność nie jest izolowanym zaburzeniem, a jej występowanie wpływa na cały organizm i skórkuje występowaniem kolejnych zaburzeń ze strony różnych układów.

Insulinooporności przyczynia się przede wszystkim do rozwoju:

  • Zespołu metabolicznego
  • Cukrzycy typu 2
  • Chorób układu sercowo-naczyniowego głównie miażdżycy
  • Niealkoholowego stłuszczenia wątroby
  • Zespołu policystycznych jajników
Insulinoopornośc a zespół metaboliczny

Oporność tkanek na insulinę jest uznawana za jeden z głównych czynników predysponujących do rozwoju pełnoobjawowego zespołu metabolicznego.

W patogenezie rozwoju tego zespołu obok czynników genetycznych podkreśla się duże znaczenie czynników środowiskowych. Do tych czynników należą między innymi brak aktywności fizycznej, nieprawidłowy sposób odżywiania (dieta wysokokaloryczna), duże spożycie cukrów prostych, co przyczynia się do wystąpienia nadmiaru masy ciała. Nadwaga i otyłość zwłaszcza ta typu trzewnego (brzuszna) prowadzi do insulinooporności i kompensacyjnej hiperinsulinomii (czyli dużego stężenia insuliny).

Pomimo tego, że u większości chorych z insulinoopornścią stwierdza się prawidłowe stężenie glukozy na czczo, to chorzy ci są bardziej narażeni na rozwój nieprawidłowej glikemii (poziomu glukozy we krwi) na czczo i tolerancji glukozy niż osoby z prawidłową wrażliwością na insulinę [4]. W warunkach insulinooporności zmniejsza się tkankowe zużycie glukozy oraz narasta wątrobowa produkcja glukozy, co prowadzi do hiperglikemii (czyli wysokiego stężenie glukozy we krwi) W miarę postepowania insulinooporności funkcje komórek ulegają pogorszeniu i ujawnieniu pełnoobjawowej cukrzycy typu 2.

Insulinooporność a cukrzyca typu 2

Insulinooporność może doprowadzić do rozwoju cukrzycy typu 2, ponieważ stałe utrzymywanie insuliny na nieprawidłowo wysokim poziomie nadmiernie obciąża komórki trzustki. W konsekwencji czego jej wydolność spada, co prowadzi do zmniejszenia ilości wydzielanej insuliny.

Insulinooporność oraz zaburzenia czynności wydzielniczej komórek beta trzustki to podstawowe mechanizmy patogenetyczne rozwoju cukrzycy typu 2. Insulinooporność narastająca wraz wiekiem i przyrostem masy ciała jest czasowo związana z nadmiernym wydzielaniem insuliny. Utrata zdolności kompensacyjnych komórek beta trzustki do hipersekrecji (zwiększonego wydzielania) insuliny wiąże się ze stopniowym wzrostem glikemii. Za hiperglikemię na czczo odpowiedzialna jest głównie wzmożona wątrobowa produkcja glukozy [5].

Innymi słowy w cukrzycy typu II poziom insuliny jest nie tylko wielokrotnie wyższy, ale też receptory insulinowe nie mają czasu na regenerację.

Insulinooporność a miażdżyca

Insulinooporność oraz inne składowe zespołu metabolicznego (nadciśnienie tętnicze, otyłość brzuszna, dyslipidemie) odgrywają istotną role w patogenezie miażdżycy [2].

Wiele badań prowadzonych w populacji ogólnej wykazuje, iż insulinooporność jest związana z występowaniem miażdżycy, choroby wieńcowej oraz śmiertelnością z przyczyny sercowo-naczyniowej [6,7,8,9].

Insulinoopornośc a niealkoholowe stłuszczenie wątroby

Stłuszczenie wątroby to nagromadzenie substancji tłuszczowych w hepatocytach (komórkach wątroby). W histopatogenezienie niealkoholowego stłuszczenia wątroby(NAFLD – Nonalcoholic Fatty Liver Disease) stwierdza się wielkokropelowe stłuszczenie hepatocytów z gromadzeniem w nich triglicerydów. Aktualny stan wiedzy wskazuje, ze kluczowymi w patogenezie powstania są stres oksydacyjny (czyli stan braku równowagi pomiędzy działaniem reaktywnych form tlenu a biologiczną zdolnością do szybkiego usuwania reaktywnych produktów pośrednich powstałych w czasie procesów metabolicznych), obwodowa insulinooporność oraz wzmożony dowątrobowy transport lipidów (czyli transport tłuszczy do wątroby)[10].

Insulinoopornośc a zespół policystycznych jajników

Zespół policystycznych jajników (PCOS – Polycystic Ovarian Syndrome) jest jednym z najczęściej spotykanych schorzeń endokrynologicznych w populacji kobiet w wieku rozrodczym.

Głównym z zaburzeń występujących w PCOS jest hiperinsulinomia i insulinooporność. Oporność na insulinę jest prawdopodobnie defektem postreceptorowym działania insuliny. Hiperinsulinizm jest następstwem insulinooporności. Insulina posiada receptor o podobnej budowie, jak insulinopodobny czynnik wzrostowy-I (IGF-I). IGF-I, którego receptory wykryto w jajnikach, jest jednym z czynników stymulujących syntezę androgenów (hormonów płciowych, które fizjologicznie występują u mężczyzn i w małych ilościach u kobiet). Insulina w dużych stężeniach może poprzez te receptory naśladować działanie IGF-1 i wpływać na steroidogenezę jajników (czyli produkcje hormonów) [11].

Leczenie insulinooporności

Jeśli osoba z insulinoopornością charakteryzuje się nadmiarem masy ciała konieczne jest zastosowanie diety ubogokalorycznej z ograniczeniem węglowodanów łatwo przyswajalnych. Najlepsze i najbardziej korzystne w przypadku oporności na insulinę, jak również w przypadku innych zaburzeń gospodarki węglowodanowej, jest stosowanie diety opartej na niskim indeksie i ładunku glikemicznym (zasady diety opracowane w artykule Dieta w cukrzycy).

W postępowaniu leczniczym nie można zapomnieć również o regularnej aktywności fizycznej. Praca mięśni uwrażliwia bowiem tkanki na insulinę, więc zmniejsza ich oporność.

Zapraszamy również do obejrzenia naszego filmu Co to jest insulinooporność oraz matariału poświęconego diecie o niskim indeksie glikemicznym co to jest dieta o niskim indeksie glikemicznym .

 

autor: Paulina Gryz-Ryczywolska

 

Piśmiennictwo
  1. Becker A.B., Roth R.A.: Insulin receptor structure and function in normal and pathological conditions. Annu. Rev. Med. 1990, 41, 99.
  2. Executive Summary of the Third Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults (Adult Treatment Panel III). JAMA 2001, 285, 2484.
  3. Shoji T., Emoto M., Nishizawa Y.: HOMA index to assess insulin resistance in renal failure patients. Nephron 2001, 89, 348.
  4. Lillioja S., Mott D.M., Spraul M. et. al.: Insulin resistance and insulin secretory dysfunction as precursors of non-insulin-dependent diabetes mellitus. Prospective studies of Pima Indians. N. Engl. J. Med.1993, 329, 1988.
  5. Ruderman N.B., Cacicedo J.M., Itani S. et al.: Malonyl-CoA and AMP-activated protein kinase (AMPK): possible links between insulin resistance in muscle and early endothelial cell damage in diabetes. Biochem. Soc. Trans. 2003, 31, 202.
  6. Wallace T.M., Levy J.C., Matthews D.R.: Use and Abuse of HOMA modeling. Diabetes Care 2004, 27,1487.
  7. Duncan B.B., Schmidt M.I., Pankow J.S. et al.: Low-grade systemic inflammation and the development of type 2 diabetes. The Atherosclerosis Risk in CommunitiesStudy. Diabetes 2003, 52, 1799.
  8. Laakso M., Sarlund H., Salonen R. et al.: Asymptomatic atherosclerosis and insulin resistance. Arterioscler. Thromb. 1991, 11, 1068.
  9. Folsom A.R., Eckfeldt J.H., Weitzman S. et al.: Relation of carotid artery wall thickness to diabetes mellitus, fasting glucose and insulin, body size, and physical activity. Atherosclerosis Risk in Communities(ARIC) StudyInvestigators. Stroke 1994, 25, 66.
  10. Chitturi S., Farrell G., Frost L. et al.: Serum leptin in NASH correlates with hepatic steatosis but not fibrosis: a manifestation of lipotoxicity? Hepatology2002, 36, 403.
  11. Guzick D.S.: Polycystic ovary syndrome. Obstet. Gynecol. 2004, 103, 181.
Facebook Pinterest Instagram e-mail
Powrót