Insulina jest hormonem wydzielanym przez komórki β wysp trzustkowych. Jako hormon anaboliczny sprzyja magazynowaniu glikogenu w wątrobie i mięśniach szkieletowych. Ponadto, zwiększa wychwyt aminokwasów przez tkanki i wpływa na nasilenie syntezy białek. Pobudza lipogenezę i hamuje lipolizę, przez co doprowadza do odkładania wolnych kwasów tłuszczowych (WKT) w postaci triacylogliceroli (TAG) w tkance tłuszczowej. Insulina jest jedynym hormonem obniżającym stężenie glukozy we krwi na drodze wychwytu glukozy przez mięśnie i tkankę tłuszczową. Fizjologiczne wydzielanie insuliny przez trzustkę odbywa się na dwa sposoby: w reakcji na spożycie pokarmu lub niezależnie od przyjmowanego posiłku. U osób zdrowych insulina wytwarzana jest pulsacyjnie, z przerwami ok. 5-15 minut. Na podstawie działania układu zwrotnego, insulina jest transportowana do wątroby, skąd hormon jest rozprowadzany dalej do tkanek obwodowych. [2]
Co to jest insulinooporność?
Według ogólnie przyjętej definicji, insulinooporność jest stanem upośledzonej odpowiedzi biologicznej tkanek na insulinę endogenną i egzogenną w zakresie metabolizmu węglowodanów, tłuszczów i białek. Obserwuje się prawidłowe lub podwyższone stężenie insuliny we krwi, ponieważ w początkowym etapie, komórki β trzustki nie są jeszcze w żaden sposób uszkodzone i reagują na podwyższony poziom glukozy we krwi syntetyzując i wydzielając insulinę. Insulinooporność wpływa także na procesy różnicowania i wzrostu komórkowego, syntezę DNA, ekspresję genów i funkcję śródbłonka naczyniowego. Może mieć charakter pierwotny lub wtórny, przebiegać w sposób utajony lub ujawniać się poprzez rozmaite zaburzenia (m.in. zaburzenia gospodarki węglowodanowej, hipercholesterolemię, hipertriglicerydemię, otyłość typu brzusznego, nadciśnienie tętnicze czy hiperurykemię). [2, 4]
Mechanizm insulinooporności
Insulina oddziałuje na komórki poprzez specyficzne receptory insulinowe. Cały proces rozpoczyna się w momencie przyłączenia insuliny do receptora, znajdującego się w obrębie błony komórkowej komórek docelowych. Receptory insulinowe występują na powierzchni większości komórek organizmu, jednak największą ich liczbę obserwuje się na powierzchni adipocytów, hepatocytów oraz mięśni szkieletowych. Mechanizm sygnalizacji insuliny jest wieloetapowy i podlega precyzyjnej regulacji.
Insulinooporność postreceptorowa, przedreceptorowa, receptorowa
Osłabiona wrażliwość tkanek na insulinę jest najczęściej wynikiem zaburzeń postreceptorowej sygnalizacji hormonu, co oznacza, że budowa insuliny oraz receptora są prawidłowe, natomiast mechanizm przesyłania sygnału działa nieprawidłowo. Dużo rzadziej spotyka się przyczynę przedreceptorową (np. nieprawidłową budowę insuliny jako czynnik genetyczny, niezależny od sposobu żywienia) lub receptorową (np. nieprawidłowe działanie samego receptora lub zmniejszenie liczby receptorów). [3]
Insulinooporność wątrobowa i obwodowa
W wyniku insulinooporności w różnych tkankach występują zaburzenia metaboliczne. Klinicznie wyróżnia się dwa rodzaje insulinooporności: wątrobową oraz obwodową. Obwodowa insulinooporność rozwija się w mięśniach szkieletowych i tkance tłuszczowej. Postać ta objawia się upośledzeniem wychwytu i odpowiedniego zużycia glukozy przez mięśnie szkieletowe, a tym samym nieprawidłowe magazynowanie glikogenu w mięśniach szkieletowych. Stwierdza się także nasilenie lipolizy w tkance tłuszczowej i w następstwie tego zwiększone uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych. W najczęstszej postaci insulinooporności wraz z upływem czasu z tkanki tłuszczowej uwalniane są różne substancje, m.in. adiponektyny, czynniki wzrostowe, wolne kwasy tłuszczowe (ang. free fatty acids – FFA), które bezpośrednio docierają do krążenia wątrobowego i wywierają toksyczny efekt na hepatocyty, nasilając insulinooporność. [5]
Insulinooporność wątrobowa i jej następstwa
Insulinooporność wątrobowa dotyczy tkanek wątroby, powoduje niekontrolowane nasilenie wątrobowej glikogenolizy i glukoneogenezy oraz wytwarzanie lipoprotein o bardzo małej gęstości (VLDL) i trójglicerydów. Początkowo zaburzonej sygnalizacji insuliny towarzyszy zwiększona akumulacja triacylogliceroli (TAG) w hepatocytach, co prowadzi do niealkoholowego stłuszczenia wątroby (non-alcoholic fatty liver, NAFL). W wyniku insulinooporności i zaburzeń w utlenianiu WKT tworzą się reaktywne formy tlenu (ROS), co dodatkowo wzmaga utlenianie lipidów, syntezę czynników prozapalnych oraz aktywację komórek gwiaździstych wątroby (hepatic stellate cell, HSC). Doprowadza do wystąpienia niealkoholowego stłuszczeniowego zapalenia wątroby (non-alcoholic steatohepatitis, NASH), które w zależności od czasu trwania i stopnia uszkodzenia komórek wątroby może być przyczyną marskości wątroby. [2, 5]
Jak zdiagnozować insulinooporność? (czytaj także TU)
Metody rozpoznawania insulinooporności polegają na równoczesnych pomiarach stężeń glukozy i insuliny we krwi. Najprostszą z metod oceny insulinooporności jest określenie wielkości ilorazu stężenia insuliny i glukozy w surowicy krwi. Iloraz stężenia insuliny (mIU/l) do stężenia glukozy we krwi (mg/dl) – wynik wyższy niż 0,3 sugeruje insulinooporność. Badanie można wykonać na czczo lub godzinę po doustnym podaniu 75g glukozy. Wynik badania w przybliżony sposób odzwierciedla stopień insulinooporności pod braku innych czynników zaburzających sekrecję insuliny przez trzustkę. Obecnie szerokie zastosowanie znajduje także matematyczny model oceny insulinooporności HOMA-IR (Homeostatic Model Assessment), w którym podstawie stężeń glukozy i insuliny w surowicy krwi w warunkach podstawowych oblicza się współczynnik insulinooporności według następującego wzoru:
HOMA-IR = glukoza x insulina / 22,5
(Możesz także skorzystać z naszego kalkulatora HOMA-IR – KLIK)
Wartość tego współczynnika w warunkach fizjologicznych wynosi 1,0. Wyższe wartości przemawiają za insulinoopornością obwodową lub pochodzenia wątrobowego. [1]
Artykuł napisała: Kinga Witczak – Dobry Dietetyk
Piśmiennictwo:
- Wesołowski i wsp.: Insulinooporność – metody rozpoznawania i następstwa kliniczne. NEFROL. DIAL. POL. 2011, 15, 243-246.
- Matulewicz N., Karczewska-Kupczewska M.: Insulinooporność a przewlekła reakcja zapalna. Postepy Hig Med Dosw (online), 2016; 70: 1245-1257.
- Grzesiuk W. i wsp.: Insulinooporność w endokrynopatiach. Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii 2008, tom 5, nr 1, s. 38–44.
- Pawlak J., Derlacz R. A.: Mechanizm powstawania oporności na insulinę w tkankach obwodowych. Postępy Biochemii 57 (2) 2011, s. 201-206.
- Napiórkowska L., Franek E.: Insulinooporność a stan przedcukrzycowy. Post N Med 2017; XXX(02): 84-88.
