Insulinooporność jest zaburzeniem metabolicznym, które skutkuje nie tylko hiperglikemią i niedoborem glukozy w odpowiedzi na hiperinsulinemię, lecz także może prowadzić do chorób tj. dyslipidemia, nadciśnienie tętnicze, nadkrzepliwość czy miażdżyca [1]. Ten artykuł opisuje korelacje insulinooporności z chorobami układu sercowo-naczyniowymi.

Pierwszą badaczką, która powiązała hipertriglicerydemię i otyłość z chorobą wieńcową serca była najprawdopodobniej Margaret Albrik [2]. Jej badania kontynuowali kolejni badacze, w tym Reaven i wsp. [3], którzy rozpoczęli definiowanie zespołu insulinooporności i powiązali go z hipertriglicerydemią i chorobą wieńcową serca. Kluczowym momentem w historii badań nad tymi zależnościami było zaś wykazanie przez Insulin Resistance Atherosclerosis Study (IRAS) związku pomiędzy insulinoopornością a miażdżycą [4] oraz obserwacja Welbron i wsp. [5], iż nadciśnienie tętnicze koreluje z hiperinsulinemią.

Wpływ dyslipidemii na rozwój chorób serca

Choroby układu krążenia są jedną z najczęstszych przyczyn zgonów na całym świecie [6]. Jednak chorobom serca często towarzyszą też inne, współistniejące jednostki chorobowe tj. otyłość, dyslipidemie, insulinooporność i odwrotnie: wszystkie wymienione mogą stanowić czynniki  predysponujące do wystąpienia chorób układu sercowo-naczyniowego.

Salvin i wsp. zasugerowali [7], iż ryzyko chorób układu serca zwiększa się nawet o 18% przy wzroście hemoglobiny glikowanej (HbA1C) o 1 jednostkę. Ryzyko chorób układu krążenia tyczy się jednak nie tylko jawnej cukrzycy – nawet upośledzenie homeostazy glukozy może wywołać negatywny wpływ na pracę serca [8]. Udowodniono też, że wyższy poziom glukozy wpływa niezależnie na występowanie miażdżycy [9]. Pacjenci z podwyższoną wartością wskaźnika HOMA-IR cierpią na zwiększone zwapnienie tętnicy wieńcowej, co dobrze ukazuje u takich pacjentów badanie tomografii komputerowej [10][11][12].

Choć rozwój insulinooporności jest złożony i ma wiele objawów klinicznych – sugeruje się, że kluczowy wpływ na pogorszenie stanu zdrowia odgrywa wtedy nieprawidłowy metabolizm glukozy i kwasów tłuszczowych oraz upośledzenie wrażliwości tkanek na działanie insuliny [1]. Ponadto, w czasie zmniejszonej oporności tkanek organizmu na działanie insuliny może dojść do przewlekłej hiperglikemii, która skutkuje stresem oksydacyjnym oraz rozwojem dyslipidemii i tzw. triadą lipidową (wysoki poziom trójglicerydów, niski poziom lipoprotein o dużej gęstości, obecność nieprawidłowych cząsteczek lipoprotein o małej gęstości) [13].

Zaś aterogenność profilu lipidowego u osób z insulinoopornością zwiększa ryzyko chorób układu sercowo-naczyniowego [1]. Przejawia się to gromadzeniem zwiększonej ilości cząsteczek VLDL (ang. Very Low Density Lipopotein; lipoprotein bardzo małej gęstości) w blaszkach miażdżycowych, a także ich przenoszeniem się do ściany naczyń. Ponadto, nadmiar VLDL prowadzi do hiperlipidemii poposiłkowej, która jest związana z chorobą wieńcową serca (14). Natomiast zmniejszone stężenie cząsteczek HDL (ang. High Density Lipoprotein; lipoprotein wysokiej gęstości) skutkuje niespełnieniem swojej przeciwmiażdżycowej roli [1]. 

Insulinooporność a nadciśnienie tętnicze

Omawiając wpływ insulinooporności na występowanie nadciśnienia tętniczego warto podkreślić, że około 50% osób z opornością na insulinę cierpi jednocześnie na nadciśnienie tętnicze [1]. Wykazano, że wysoki poziom insuliny i ciśnienia krwi są powiązane (i to niezależnie od BMI (ang. Body Mass Index; wskaźnik masy ciała)) [1]. Istnieje wiele hipotez wskazujących na związek pomiędzy nadciśnieniem a insulinoopornością.

Jedna z nich dotyczy insuliny podawanej dożylnie cierpiącym na insulinooporność. Działanie to wywołuje rozszerzenie naczyń krwionośnych, jednak w przypadku cierpiących na insulinooporność odpowiedź na to nie jest wystarczająca względem osób zdrowych [15]. Ponadto, nadmiar wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu krwi insulinoopornnych może hamować rozszerzenie naczyń krwionośnych [16]. W ramach omawianej zależności dowiedziono także, że hiperinsulinemia zwiększa wchłanianie zwrotne sodu i wody przez komórki kanalików nerkowych, a to skutkuje nadciśnieniem tętniczym [1]. Inny dowód na związek insulinooporności z nadciśnieniem tętniczym mógłby dotyczyć choćby nadmiernej aktywacji układu współczulnego u osób z otyłością i opornych na insulinę, objawiający się właśnie podwyższonym ciśnieniem tętniczym krwi [1].

Niewątpliwie zaś wykazano, iż insulinooporność jest niezależnie powiązana ze sztywnością tętnic: osoby z opornością na insulinę mają sztywniejsze tętnice niż osoby z prawidłową tolerancją glukozy [17]. Sztywność tętnic zwiększa się wraz z pogorszeniem tolerancji glukozy [18] i wiekiem [19, 20, 21]. W związku z powyższym sztywność tętnic jest uznawana jako kolejny objaw kliniczny insulinooporności [22]. Natomiast wynikające ze sztywności tętnic podwyższone skurczowe ciśnienie krwi przyczynia się do przerostu lewej komory serca i rozwoju zastoinowej niewydolności, a także do obniżenia rozkurczowego ciśnienia krwi, co może skutkować chorobą niedokrwienną serca [23, 24, 25].

W zwiększeniu sztywności tętnic kluczową rolę odgrywa otyłość, co potwierdzają badania podłużne i przekrojowe [25]. U osób z wyższą wartością wskaźnika BMI, stosunku obwodu talii do bioder, obwodu talii, a także zawartością tłuszczu w ciele i tłuszczu brzusznego rozdęcie tętnic zmniejsza się [25]. Co więcej, stopień sztywności tętnic może przewidywać rozwój nadciśnienia skurczowego w przyszłości [26][27].

Podsumowanie

Powyższy tekst dowodzi, iż osobom zmagającym się z insulinoopornością towarzyszy wiele chorób współistniejących tj. otyłość, dyslipidemie, miażdżyca czy choroby układu sercowo-naczyniowego. Występowanie insulinooporności koreluje dodatnio z dyslipidemią aterogenną i nadciśnieniem tętniczym, przez co zaburzenia homeostazy glukozy mogą skutkować chorobami serca. Wzajemne interakcje między tymi jednostkami chorobowymi są złożone, co sprawia, iż leczenie pacjenta z insulinoopornością może wymagać kompleksowej opieki zdrowotnej lekarzy specjalistów, dietetyka, trenera, fizjoterapuety i psychologa.

Artykuł napisała: Monika Węgrzynowicz

Bibliografia:

1. Ginsberg HN. Insulin resistance and cardiovascular disease. J Clin Invest. 2000;106(4):453-458. doi:10.1172/JCI10762
2. Albrink MJ, Krauss RM, Lindgren FT, Von der Groeben VD, Wood PDS. Intercorrelations among high density lipoproteins, obesity, and triglycerides in a normal population. Lipids. 1980;15:668–678.
3. Reaven GM, Lerner RL, Stern MP, Farquhar JW. Role of insulin in endogenous hypertriglyceridemia. J Clin Invest. 1967;46:1756–1767.
4. Howard G, et al. Insulin sensitivity and atherosclerosis. Circulation.1996;93:1809–1817.
5. Welborn TA, Breckenridge A, Rubinstein AH, Dollery CT, Fraser TR. Serum-insulin in essential hypertension and in peripheral vascular disease. Lancet. 1966;1:1336–1337.
6. Ormazabal V, Nair S, Elfeky O, Aguayo C, Salomon C, Zuñiga FA. Association between insulin resistance and the development of cardiovascular disease. Cardiovasc Diabetol. 2018;17(1):122. Published 2018 Aug 31. doi:10.1186/s12933-018-0762-4
7. Selvin E, Marinopoulos S, Berkenblit G, Rami T, Brancati FL, Powe NR, Golden SH. Meta-analysis: glycosylated hemoglobin and cardiovascular disease in diabetes mellitus. Ann Intern Med. 2004;141(6):421–431. doi: 10.7326/0003-4819-141-6-200409210-00007.
8. Meyer ML, Gotman NM, Soliman EZ, Whitsel EA, Arens R, Cai J, Daviglus ML, Denes P, Gonzalez HM, Moreiras J, et al. Association of glucose homeostasis measures with heart rate variability among Hispanic/Latino adults without diabetes: the Hispanic Community Health Study/Study of Latinos (HCHS/SOL) Cardiovasc Diabetol. 2016;15:45. doi: 10.1186/s12933-016-0364-y.
9. Ciccone MM, Cortese F, Gesualdo M, Donvito I, Carbonara S, De Pergola G. A glycemic threshold of 90 mg/dl promotes early signs of atherosclerosis in apparetly healthy overweight/obese subjects. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2016;16(4):288–295. doi: 10.2174/1871530317666161205124955.
10. Lalia AZ, Dasari S, Johnson ML, Robinson MM, Konopka AR, Distelmaier K, Port JD, Glavin MT, Esponda RR, Nair KS, et al. Predictors of whole-body insulin sensitivity across ages and adiposity in adult humans. J Clin Endocrinol Metab. 2016;101(2):626–634. doi: 10.1210/jc.2015-2892.
11. Alman AC, Smith SR, Eckel RH, Hokanson JE, Burkhardt BR, Sudini PR, Wu Y, Schauer IE, Pereira RI, Snell-Bergeon JK. The ratio of pericardial to subcutaneous adipose tissues is associated with insulin resistance. Obesity (Silver Spring, Md) 2017;25(7):1284–1291. doi: 10.1002/oby.21875.
12. Fitzgibbons TP, Czech MP. Epicardial and perivascular adipose tissues and their influence on cardiovascular disease: basic mechanisms and clinical associations. J Am Heart Assoc. 2014;3(2):e000582. doi: 10.1161/JAHA.113.000582.
13. Gast KB, Tjeerdema N, Stijnen T, Smit JW, Dekkers OM. Insulin resistance and risk of incident cardiovascular events in adults without diabetes: meta-analysis. PLoS ONE. 2012;7(12):e52036. doi: 10.1371/journal.pone.0052036.
14. Ginsberg HN, et al. Association of postprandial triglyceride and retinyl palmitate responses with newly diagnosed exercise-induced myocardial ischemia in middle-aged men and women. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1995;15:1829–1838.
15. Laakso M, Edelman SV, Brechtel G, Baron AD. Decreased effect of insulin to stimulate skeletal muscle blood flow in obese man. A novel mechanism for insulin resistance. J Clin Invest. 1990;85:1844–1852.
16. Steinberg HO, et al. Elevated circulating free fatty acid levels impair endothelium-dependent vasodilation. J Clin Invest. 1997;100:1230–1239.
17. Salomaa V, Riley W, Kark JD, Nardo C, Folsom AR. Non-insulin-dependent diabetes mellitus and fasting glucose and insulin concentrations are associated with arterial stiffness indexes. The ARIC Study. Atherosclerosis Risk in Communities Study. Circulation. 1995;91:1432–1443.
18. Henry RM, Kostense PJ, Spijkerman AM, Dekker JM, Nijpels G, Heine RJ, Kamp O, Westerhof N, Bouter LM, Stehouwer CD Hoorn Study. Arterial stiffness increases with deteriorating glucose tolerance status: the Hoorn Study. Circulation. 2003;107:2089–2095.
19. Cecelja M, Chowienczyk P. Dissociation of aortic pulse wave velocity with risk factors for cardiovascular disease other than hypertension: a systematic review. Hypertension. 2009;54:1328–1336.
20. Mackey RH, Sutton-Tyrrell K, Vaitkevicius PV, Sakkinen PA, Lyles MF, Spurgeon HA, Lakatta EG, Kuller LH. Correlates of aortic stiffness in elderly individuals: a subgroup of the Cardiovascular Health Study. Am J Hypertens. 2002;15:16–23.
21. Tomiyama H, Yamashina A, Arai T, Hirose K, Koji Y, Chikamori T, Hori S, Yamamoto Y, Doba N, Hinohara S. Influences of age and gender on results of noninvasive brachial-ankle pulse wave velocity measurement–a survey of 12517 subjects. Atherosclerosis. 2003;166:303–309.
22. Stehouwer CD, Henry RM, Ferreira I. Arterial stiffness in diabetes and the metabolic syndrome: a pathway to cardiovascular disease. Diabetologia. 2008;51:527–539.
23. Giltay EJ, Lambert J, Elbers JM, Gooren LJ, Asscheman H, Stehouwer CD. Arterial compliance and distensibility are modulated by body composition in both men and women but by insulin sensitivity only in women. Diabetologia. 1999;42:214–221.
24. Henry RM, Kostense PJ, Spijkerman AM, Dekker JM, Nijpels G, Heine RJ, Kamp O, Westerhof N, Bouter LM, Stehouwer CD Hoorn Study. Arterial stiffness increases with deteriorating glucose tolerance status: the Hoorn Study. Circulation. 2003;107:2089–2095.
25. Adeva-Andany MM, Ameneiros-Rodríguez E, Fernández-Fernández C, Domínguez-Montero A, Funcasta-Calderón R. Insulin resistance is associated with subclinical vascular disease in humans. World J Diabetes. 2019;10(2):63-77. doi:10.4239/wjd.v10.i2.63
26. Liao D, Arnett DK, Tyroler HA, Riley WA, Chambless LE, Szklo M, Heiss G. Arterial stiffness and the development of hypertension. The ARIC study. Hypertension. 1999;34:201–206.
27. Peralta CA, Adeney KL, Shlipak MG, Jacobs D, Jr, Duprez D, Bluemke D, Polak J, Psaty B, Kestenbaum BR. Structural and functional vascular alterations and incident hypertension in normotensive adults: the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Am J Epidemiol. 2010;171:63–71.