Hormon Insulin – Detaljno objašnjenje
Otkriće insulina
Nemački naučnici Oskar Mankovski i Joseph von Mering su u svom eksperimentalnom radu sa životinjama primetili da usled potpune pankreatektomije (uklanjanje celog ili dela pankreasa) dolazi do teškog oblika dijabetesa. U sitraživanju 1889 godine su predpostavili da supstancu koju pankreas luči odgovrona za metaboličku kontrolu tela. Kasnija istraživanja dugih naučnika je precizirano da dijabetes povezan sa uništavanjem Langershansovih ostrvaca koji se nalaze na pankreasu. Supstanca u tom trenutku nije imala ime ali je konačno dobila naziv 1909 godine od belgijskog naučnika Jean de Mayer. Kasnije i usvojen naziv Insulin od strane britasnkog naučnika Edward Albert Scharpey-Schefer, tek sedam godina kasnije 1916 godine.
Nakon dosta neuspešnih pokušaja, konačno 1921 godine je insulin izolovan i dostupan u terapeutskom obliku. Prvi eksperiment metabolizma glukoze je urađen na psima u maju 1921 godine. Psima je davan rashladjen fiziološki ekstrakt pankreasa koji su patili od dijabetesa usled pankreatektomije. Intravenozna terapija se pokazala uspešnom sa značajnim obaranjem nivoa glukoze u krvi. Ekspermient sa uspehom su uradili hirurg iz Toronta Frederick Bantang i biohemičar Joseph Macleod. Sad već uspešan rad je predstavljen Američkom fiziološkom udruženju u decembru 1921 godine. Dodatno je ustanovljeno od strane biohemičara James Collip da ekstrakt (isnulin) obnavlja korišćenje glukoze iz jetre i pomaže čišćenje ketona.
Već u januaru 1922 godine je uradjen prvi eksperiment na ljudima. Prva osoba koja je primila ekstrakt je bio 14-to godišnji dečak čiji su simptomi bili dijabetes izazvan kliničkom abnormalnosti, odnosno prekinuto lučenje ekstrakta pankreasa. U maju iste godine je komponenta zvanicno dobila ime Insulin i rezultati su predstavljeni Udruženju američkih lekara. Do početka 1923 godine farmaceutska kompanija Eli Lilly je započela prvu komercijalnu prozvodnju svinjskog insulina u pročišćenoj formi postignutoj usled izolektrične precipitacije. Nobelova nagrada je dodeljenja 1923 godine biohemičaru i hirurgu koji su radili na eksperimentalnom testu nad psima.
Biohemija i struktura Insulina
1928 godine je ustanovljeno da je isnulin polipeptid sa njegovom aminokiselinskom strukturom indentifikovanom usled istraživanja 1952 godine. To je generalno dipeptid koji se sastoji od A i B lanaca povezanih sa disulfidnim mostovima. Insulin se sadrži od 51 aminokiseline, A lanac se sastoji od 21 aminokiseline dok se B lanac sastoji od 30 aminokiselina.
Insulinska kompletnu molekularnu težinu kao i molekularnu strkturu insulinske spirale možete detaljnije pogledati na linku: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279029/
Insulin i njegovo lučenje
Insulin je peptidni hormon koji luče β (beta) ćelije pankresa. Ljudski pankresa sadrži od jednog do dva miliona ostrvaca u kojima se nalaze različite endokrene ćelije. Pankreas ima ukupno tri vrste endokrinih ćelija.
- α (alfa)-ćelije proizvode hormon glukagon
- β (beta)- ćelije proivode hormon insulin
- δ (delta)- ćelije proizvode hormon somatostatin
Ostrvca čine ne više od 1-2% ljudskog pankreasa, ona sadrže čak 10% ukupne krvi pakreasa. Pankreas počinje sa proizvodnjom i otpuštanjem insulina usled glugozne stimulacije. Kod premalo ili previše lučenja insulina može doći do neželjenih efekata.
Kod premalo lučenja insulina može da dođe do velike saturacije šećera u krvi. Mala proizvodnja ili potpuni prekid prozvodnje insulina može dovesti do dijabetesa tip I. Koji dalje može dovesti do smrtnog ishoda ako se ne odredi insulinska terapija. Usled prekida lučenja insulina nije moguće oboriti nivo šećera u krvi, takođe nije moguće stvoriti anaboličku sredinu u telu gde počinje mometalna razgradnja svih tkiva u organizmu. Dodatno dolazi do dijabetesne ketoacidoze gde organizam usled nemogućnosti da iskoristi šećer za gorivo prelazi na potrošnju masti. Naravno sad postoji terapija insulinom tako da se svi ovi problemi mogu izbeći.
Kod previše lučenja insulina može doći do problem insulinske senzitivnosti. Smanjena insulinska senzitivnost može biti uzrokovana hiperinsulinemijom, insulinskom rezistencijom i dalje dijabetesom tip II. I u ovom slučaju može doći do smrtnih slučajeva usled prevelike saturacije šećera u krvi i telu (znatno redje nego u slučaju dijabetesa tip 1). Razlog tome je što i pored prevelike količine insulina, ćelije su toliko rezistentne da insulin nije u stanju da otvori ćelije kako bi primile nutrijente.
Izvor slike: PLOS biology
Fiziološke uloge insulina
Osnovna funkcija insulina je snabdevanje organizma energijom i balansiranje mikronutrijenata tokom hranjenja. Intracelularna glukoza i njen trasport do tkiva jetre, mišića i masti zavisi direktno od insulina. Svaki disbalans u snabdevanju energijom dovodi do razbijanja masnog tkiva za energiju koje može dodatno da stimuliše proizvodnju, odnosno skok insulina. Ako imamo disbalans energije u tom slučaju dolazi do velikog skoka insulina jer imamo u krvi glukozu i masti. Oba nutrijenta moraju na kraju ili da se iskoriste ili skladiste.
Primarni stimulans insulinskog lučenja je glukoza. Drugi makronutrijenti zajedno sa ostalim hormonima i nervnim impulsima mogu da utiču na skok i pad insulina prema potrebi. Insulin je u stalnoj sprezi sa glukagonom, reguliše i balansira nivo glukoze u krvi (glukagon je hormon koji vraća nivoe šećera u krvi) . β-ćelije pankreasa luče oko 0.25-1.5 jedinica insulina na sat tokom perioda bez jela (gladovanja). Sa tom količinom obezbeđuje ugradnju glukoze u ćelije neophodne za energiju. I ako mala količina insulina, sasvim je dovoljna da obezbedi sigurnost od nekontrolisane hidrolize triglicerida i glukoneogineze. Time je obezbeđen stabilan nivo glukoze natište.
Bazalna sekrecija insulina na 24h je čak preko 50% od ukupnog dnevnog lučenja. Inuslin se usled lučenja u venski sistem nakon upotrebe, uklanja od strane jetre čak 60% kompletnog telsnog insulina.
Odgovor na glukozu se dešava u dve faze, klasifikovane kao brza i spora faza. Kod zdravih osoba u intravenskoj primeni glukoze usled prve, odnsono brze faze dolazi do oslobađanja isnulina već kroz jedan minut. Prva faza traje oko 10 minuta sa najjačim dejstvom o periodu od 3-5 minuta od primanja glukoze. Prva faza je povezana sa momentalnim oslobađanjem već skladištene količine insulina.
Druga faza startuje nakon 10 minuta ako je hiperglikemija i povišen nivo koncentracije glukoze i dalje slučaj. Druga faza lučenja insulina je ispraćena sintetisanjem novog insulina kao i oslobađanjem zaliha skladištenog isnulina. Kompletno lučenje isnulina je određeno krajnjom količinom glukoze, odnosno glukoznim opterećenjem. Maksimalni odziv insulina kod ljudi se javlja nakon davanja intravenozno 20g glukoze na trećem minutu od davanja.
Ono što mora da se napomene je da odziv insulina usled oralnog uzimanja glukoze dosta varijabilniji od intravenskog. Razlog tome je niz aktiviranih stomačnih hormona i nervnih stimulacija usled varenja glukoze. Takođe zavisi od brzine varenja koji u malom procentu može biti različit od osobe do osobe, dodatno isnulin se luči i neko vreme nakon varenja glukoze kako bi se osigurao stabilan nivo glukoze u krvi.
Nedostatak insulina
Hranjivi nutrijenti i njihova dostupnost igraju važnu ulogu u sekreciji i regulaciji insulina. Sekroterni defekti β-ćelija karakteriše nedostatak proizvodnje ATP (adenozin trifosfat) izazavan glukozom neophodnom za lučenje insulina. Višak metablozam glukoze za lučenje insulina stvara reaktivnu oksidaciju (ROS) u mitohondrijama. Pored toga antioksidativna svojstva β-ćelija je izuzetnao niska, zbog toga su β-ćelije lako izložene oksidativnom stresu.
Utvrđeno je da osobe sa insulinskom rezistencijom u aerobnom stanju tokom vežbanja mogu da stimulišu mitohondrijalnu bioginezu kao i insulinsku senzitivnost. Osobe sa dijabetesom tip 1 imaju teško stanje nedostatka insulina koje može dovesti do prekomernog nakupljanja glukoze i lipida u jetri. Takođe gojazne osobe i osobe sa insulinskom rezistencijom mogu osetiti iste simptome.
Signalizacija insulina je određena sa dva puta: intraseptični put i ekstraseptični put koji zajedno određuju nivo glukoze i lipida. Direktna heptocitna signalizacija insulinu je neophodna za lipoginezu ali nije neophodna za supresiju proizvodnje glukoze. Nedostatak insulina i insulinska rezistencija imaju isti efekat na glukozu u plazmi (dijabetesni test). Ono što je pokazano u istraživanjima je da smanjivanje naglih skokova insulina pogotovo prve faze i produženo delovanje bazalnog insulina (insulina u stanju bez jela) mogu dovesti do velikih benifita u insulinskoj senzitivnoti.
Istraživanja su pokazala da i pored visokog nivo insulina glukoza ostaje povišena, to je znak da je insulin ne efektivan na ćelije. Pokazatelj tome je odsutvo prve faze insulinskog lučenja na 20g intravenske glukoze. Sa disfunkciojom β-ćelija da naprave momentalan odziv na glukozu se smatra početnim stanjem koje kroz vreme može dovesti do dijabetesa.
Hiperinsulinemija
Hiperinsulinemija je stanje povišenog insulina u krvi. Hiperinsulinemija je ubično praćena oštećenom signalizacijom miokarda, izmenjena homoestaza kalcijuma, nepravilna kororarna mikrocirkulacija, disfunkcija simpatičnog nervnog sistema i mitohondrijalna disfunkcija. Patološke promene ovakvog tipa mogu dovesti do povećanog oksiditivnog stresa, dijastalnom srčanom disfunkcijom, srčanom insuficijencijom, fibrozom i hipertrofijom. Smatra se da je hiperinsulinemija karika koja povezuje gojaznost i dijabetes tip II.
Hiperinsulinemija može dovesti do srčanih problema i povezana je sa povišenim rizikom od smrti kod osoba koje su gojazne. Dodatno hiperinsulinemija i insulinska rezistencija imaju slične efekte na telo zbog povećane proizvodnje isnulina od strane pankreasa. Hronična hiperinsulinemija može da pokaže znkove na telu u vidu povećanja telesnih masnoća odnosno gojaznosti, hroničnih upala, hipertrigliceridemija (visoka koncentracija triglicerida u krvi) povišena koncentracija holesterola u krvi, osteoporoza i u kasnim fazama do Alchajmerove bolesti.
Hiperinsulinemija može da se znatno poboljša sa izbalansiranom isrhanom bogatom u nutrijentima. Takođe sa specifičnim ishranama koje imaju smanjen unos ugljenih hidrata (LCHF i Keto). Dijete koje su smanjene u unošenju prostih šećera bilo kojih vrsta (ukjučujući i voće) ispaćene namirnicama koje su izbalansirane u glikemijskom i insulinskom indeksu.
Hiperglikemija
Hiperglikemija je povišen nivo šećera u krvi. Hiperglikemijom se smatraju sve vrednosti šećera u krvi koje prelaze 6.1 jedinica. Ono što se smatra stabilnim nivoom šećera u krvi su od 3.9 do 6.1 jedinica. Merenje jedinica šećera se obavlja u stanju posta (u periodu nejela), ako je šećer na nište 6.1 i više smatra se da postoji rizik od hiperglikemije.
Hiperglikemija se sa godinama (kako je pristup brzoj hrani sve veći) povećala kod sve više osoba bez obzira na pol. Razlog tome je sve manja fizička aktivnost kod celokupne svetske populacije i sve veći unos rafinisanog šećera u ishrani. Duža izloženost hiperglikemiji može dovesti do problema ketoacidoze, hiperosmolarno hiperglikemijsko stanje (HHS)
Ovaj problem je moguće zaobići sa rodovnom fizičkom aktivnosti, smanjenjem unosa rafinisanih šećera, hrane koja je bogata u trans matima, hrane spemane u dubokim uljima biljnog porekla, hrane spremane na veliim temperaturama. Takođe odaberite namirnica koje su bogate u makro nutrijentima, vlakinma, vitaminima i mineralima.
Hiperlipidemija
Leptinski receptori (receptori masnih ćelija) uglavnom se nalaze u β-ćelijama, kada se aktivra vrši se supresiju proizvodnje insulina, ekspresiju insulinskih gena i utiče na rast β-ćelija. Ovakvo stanje može da dovede do tumora beta ćelija, nekroze ćelija usled zapaljenja Langershansovih ostrvaca. Takođe može dovesti do lipotoskičnosti, kao i do dodatne insulinske rezistencije i poremećaja funkcija β-ćelija.
Hiperlipidemija je izučvana tako što su pankreasna ostvrca izložena velikom količinim slobodnih masnih kiselina u kratkom vremenokm roku. Rezultat je pokazao da je usled velike količine masnih kiselina insulin manje stimulisan i pored glukoze u krvi. Što dalje dovodi da povećanja koncentracije slobodnih masnih kiselina u krvotoku, dovodi do kompromitovane fukcije β-ćelija i iregulacije ćelijskih nivoa ATP-a.
Hiperlipidemija ubrzava gubitak funkcija β-ćelija i dovodi do gubitka u volimenu β-ćelija. Ovake tegobe su obično kod osoba koje imaju dijabetes tip II usled povišenih nivoa glukoze i lipida u krvi, stanje poznato kao glukolipotoksičnost.
Dislipidemija
Neadkvatan odziv lipita povezanih sa insulinskom rezistencijom utiče na sve vrste lipida u organizmu. Povezuju se sa povećanjem triglicerida u periodu bez jela i povišeni ostaci lipoproteina bogatih triglceridima nakon obroka, praćem malom koncentracijom HDL holesterola (poznatiji kao „dobar“ holesterol). Ovakvo stanje se povezuje sa povišenim rizikom od kardiovaskularnih smetnji. Ovo stanje se povezuje kao povećana isporuka slobodnih masnih kiselina u jetru usled insulinske rezistenicje. Ovakvo stanje je praćeno sa smanjenom proizvodnjom HDL holesterola i na samu veličinu lipoproteina (manji nego uobičajne veličine).
Insulinska rezistencija
Insulinska rezistencija je loš biološki odgovor insulinske senzitivnsti u tkivima mišića, masnog tkiva i jetre. Insulinska rezistencija je stanje otežanog metabolizma glukoze, usled visokih nivo šećera u krvi dolazi do povećanje proizvodnje insulina od strane pankreasa i hiperinsulinemije. Posledice duge izloženosti insulinskom rezistencijom su hiperglikemija, hipertenzija, dislipidemije, upalni procesi, zadržavanje vode, nealkoholna bolest masne jetre i dijabtes melitus tip II.
Inuslinska rezistencija je uglavnom povezana sa gojaznosti i smanjenom fizičkom aktivnosti ali postoje i geneteske predispozicije. Direktan test na insulinsku rezistenciju ne postoji, u svetu se insulinska rezistencija ne smatra kao bolest već kao sindrom. Što govori da je usledično posledičan sindrom koji nastaje od skupa simptoma kao odgovor tela na loš i telesno stresan način isrhane. Standardna procedura merenja insulinske rezistencije je HOMA-IR, HOMA2, QUICKI i merenje odnosa triglicerida naspram HDL holesterola.
Standardna praksa merenja je uglavnom HOMA-IR. Formula HOMA-IR je merenje glukoze i insulina koji se množi a zatim deli sa 22.5. Merenje se radi na nište i nakon dva sata od uzimanja glukoze. OGTT opterećenje sa 75 grama glukoze koja se ispija. Merenje se radi u mmol (milimoli prema litiri)
Formula:
(nište) GLUKOZA x INSULIN / 22.5
5.9-glukoza x 18-insulin / 22.5
5.9 x 18 = 106.2
106.2 / 22.5 = 4.72
HOMA-IR = 4.72
HOMA-IR se smatra kao idealan parametar od 1.4, dok je sve ispod 2 zdrav opseg. Sve preko 2 se smatra insulinskom rezistencijom. Različito od zemlje, u nekim zemljama su tolerantne vrednosti do 2.7 HOMA-IR.
Insulinska rezistencija je stanje povišenog insulina u kojem je potrebno i do 10 puta više insulina da obavi obaranje šećera u krvi. Dokle god je šećer u zdravom opsegu a insulin povišen smatra se hiperinsulinemijom i insulinskom rezistencijom. Ako dolazi do disbalansa zdravog raspona šećera postoji veliki rizik razvijanja dijabetesa. Sve vrednosti šećera u krvi koje su ispod 3.9mmoI/l i iznad 6.1 mmoI/l su nezdrave mere. Rezultat merenja od 7.9 mmoI/l do 11.1 mmoI/l je stanje predijabetes. Sve mere iznad 11.1 mmoI/l se smatraju dijabetesom.
Sindrom isnulinske rezistencije se pokazuje kroz skup simptoma kao što su naglo dobijanje na kilaži, kardiovaskularni problemi i bolesti, gubitak snage i umor, masna jetra, opadanje kose, učestalo mokrenje, oticanje, zadržavavanje vode i policistični jajnici (PCOS).
Promena načina života može znatno da benifituje u rešavanju insulinske rezistencije. Adekvatan način ishrane koji je smanjen u rafinisanim šećerima i bogat u nutrijentima može znatno da poboša insulinsku senzitivnost za kratko vreme. Redovna fizička aktivnost pomaže insulinsku senzitivonst, insulin kao anaboličan hormon usled svakog mišićnog porasta u organizmu otvara nove insulinske receptore kako bi se nutrijenti dopremili. Sa svakim novim insulinskim receptorima se rasterećuju rezistentni i sa vremenom slabi rezistencija.
Sindrom policističnih jajnika (PCOS)
Sindrom policističnih jajnika se može opisati kao „veštački“ uzrokovan poremećaj. Genetska etiologija ostaje nepoznata, može postojati nasledna istorija ovog problema sa tim da i dalje nauka nije jasno definisala naslednost sindroma. Primarno se smatra da je PCOS autoimuno uzrokovan sindrom niza hormonskih nepravilnosti. Većinski se smatra da je PCOS uzrok lošem izboru ishrane i nakupljanjem toksina u organizmu usled manjka fizičke aktivnosti.
Primarni defekti se javljaju kod hipotalamusa i hipofize usled neadekvatnog delovanja insulina na jajnike. PCOS je naučno povezan sa insulinskom rezistencijom i gojaznosti. Insulin pomaže regulisanje funkcija jajnika, dok usled velike koncentracije insulina janici počinju da proizvode veliku količinu androgena. Usled velike količine androgena zaustavlja se ovulacija i sazrevanje folikula.
PCOS znaci se demonstriraju povećanjem lutenezirajućeg hormona (LH) i gonadotropin oslobađajućeg hormona (GnRH), dok su nivoi folikulo-stimulirajućeg hormona (FSH) netaknuti ili ispod granice. Usled ovakvog disbalansa je skoro nemoguće začeće potomstva, dok se smatra da usled PCOS oko 25% pacijenata ima i povišen nivo prolaktina.
Terapijske metode balansiranja PCOS je podizanje nivoa folikulo-stimulirajućeg homona (FSH), obaranje nivoa insulina i smanjivanje isnulinske rezistencije. Promena dijete koja je puna u trans mastima, velikom unosu šećera, siromašna u mineralmia i vitamina je pokazala veliki napredak u rešavanju PCOS. Fizička aktvinost je u ispitivanjima imala veliki uticaj u regulaciji hormona i balansiranja nivoa insulina i androgena.
Hipertenzija
Hipertenzija je povezana sa insulinskom rezistencijom u čak 50% slučajeva. Dodatno kod gojaznih osoba ovaj problem je više izražen. Smatra se da je razlog tome zadržavanje natrijuma u bubrezima praćen pojačanim aktivnostima nervnog sistema usled hiperinsulinemije. Smatara se da zbog rezistencije na insulin i njegovog disbalansa dolazi do disfunkicje endotela i kapilara usled oskudacije formiranja azot oksida (NO)
Dijabetes tip I
Dijabetes tip I je poznata kao hronična autoimonu bolest gubitka proizvodnje insulina od strane β-ćelija i samog uništavanja β-ćelija . Ovakavo stanje može da se pokaže već kod dece i adolescenata ali i u kasnijim godinama. Smatra se da je potrebno vreme da se razvije ovakva pankreasna disfunkcija ali su zabeleženi i sličajevi sa relativno brzim prestankom rada pankreasa. Usled disfunkcije sekrecije insulina, krv postaje satuirana u glukozi nakon čega se javlja problem hiperglikemije.
Do dijabetesa tip I dolazi tako što se ravijaju antitela poznatija kao T-ćelije (tip belih krvnih zrnaca) koje napadaju pankreasna ostrvca. T-ćelije uništavaju ostrvca i β-ćelije, ovaj proces može trajati nekoliko meseci do nekoliko godina. Nauka i dalje ne zna zašto se ovaj proces dešava i šta je uzrok.
Dijabetes tip I je podeljen u tri faze:
- Prikazivanje na testu antitela (bez jakih simptoma) ali je krvna glukoza i dalje u balansu
- Prikazivanje na testu dva ili više dijabetesno povezanih antitela sa disbalansom glukoze
- Gubitak β-ćelija i svi simptomi dijabetesa tip I
Za dijabetes tip I ne postoji lek, osobe sa ovom bolesti su zavisne od insulina do kraja života.
Dijabetes tip II
Dijabetes tip II je jedan od najčešćih metaboličkih poremećaja uztokovan defektivnim lučenjem insulina ili nesposobnosti ćelija da imaju adekvatan odziv na insulin usled slabe insulinske senzitivnosti. Problemi koji se javljaju usled dijabtetesa tip II su rizik od oštećenja srca i kardiovaskularne kompilacije, vaskulatura, slabljenje vida i katarakta, problemi sa bubrezima i slabljenje nerava.
Osobe sa sa dijabetesom tip II imaju teško stanje insulinske rezistencije i loše insulinske senzitivnosti. Napredovanje bolesti čine sekreciju insulina otežanom da održi homoestazu glukoze što dovodi do stalne hiperglikemije. Pacijente sa ovom bolesti karakteriše gojaznost i veći procenat telesnih masnoća pretežno u stomaku.
Postoje genteske predispozicije za dijabetes tip II koji se prema, kako kažu naučnici aktivira usled nekavitetnog načina života. Glavni okidač je duga izloženost hrani punoj u prostim šećerima, manjkom hrane koja sadrži vitalne minerale za neometan rad ćelija i manjak fizičke aktivnosti. Najbolja preventiva je upravo redovna fizička aktivnost, promena navika ishrane i generalno zdraviji način života.
Jetra – insulinska veza
Jetra nije ovisna od insulina za dostavljanje glukoze, jetra se snabdeva glukozom kroz krv. Dok jetra odlaže najmanje 30% ukupnog telesnog insulina. Insulin je potreban jetri za glukoznu i glikogensku (vrsta šećera koji se skaldišti u mišićima) sintezu kao i metabolizam lipoproteina (holesterol) i samog proteina. Usled delovanja insulina, glukoneogineza i proizvodnja ketonskih tela su obustavljeni.
Metabološki usled insulinske rezistencije dolazi do povećanja ukupne glukoze u organizmu usled ubrzane glukoneogineze (proces koji se dešava za vreme bez jela). Usled hiperinsulemije ako nije u stanju gladovanja može dovesti do mitogenih efekata (selektivni rast ćelija). Promene u metabolizmu lipoproteina su glavna manifestacija insulinske rezistencije. U tom slučaju dolazi do povećane ispruke slobodnih masnih kiselina od strane adipocita (masnih ćelija) i povećan nivo triglicerida i holesterola u krvi usled insulinske rezistencije.
Mozak – insulinska veza
Smatralo se da mozak nema insulinske receptrore. To je delimičo tačno jer prema nedavnim istraživanjima je pokazano da nemaju samo određeni delovi mozga. Insulin može da pomogne dostavljanje glukoze do odredjenjih delova mozga koji su glukozno zavisni za energiju. Dodatno insulin kontroliše nivo energije odredjenih delova mozga zaduženi za fiziološke fukncije, obradu memorije i učenje. Insulin smanjuje glikoneoginezu u jetri i u centralnom nervnom sistemu.
Insulin može imate uticaj na centralni nervni sistem, energetsku homoestazu i funkcije pamćenja. Transport insulina je jednak kod oba pola, sa tim da rizik od razvoja demencije je za nijansu veći kod žena. Insulinska rezistencija u mozgu može dovesti do razvoja Alchajmmerove bolesti usled nedostatka neotrasmiterskih funkcija insulina i manjka dotoka energije. Za insulin se smatra da fukncioniše kao neuropeptid koji je odgovoran za sitost, regulaciju apetita, miris, pamćenje i prepoznavanje okoline.
Bubrezi – insulinska veza
Bubrezima nije potreban insulin za glukozni transport. Ali insulin je regulator metabolizma glukoze u bubrezima. Insulin reguliše mineralni trasnport i glukoneoginezu u bubrezima. Bubrezi imaju sposobnost razlaganja insulina i pomažu njegovo odlagnaje. Insulin reguliše količinu izbacivanja vode i izbacivanje soli tokom uriniranja.
Istraživanja rađena na pacovima su pokazala da ishrana bazirana na mastima smanjuje insulinsku rezistenciju bubrega. Takođe isti efekti su pokazani na pacovima sa dijabetesom tip I i tip II. Hiperglikemija je ogovorna za razvoj dijabetesnih bolesti bubrega. Sa regulacijom i kontolom insulina može se kontrolisati heperglikemija bubrega i izlečiti rezistencija bubrega.
Kosti – insulinska veza
Još jedna od insulinskih uloga je pomoć u razvoju kostiju. Koštano formiranje se reguliše signalizacijom insulina kroz razvoj osteoblasta. Istraživanje na miševima je pokazalo da je moguće razvijanje insulinske rezistencije na kostima koja može dovesti do demineralizacije kostiju. Takođe usled dijabetesa tip I, pokazana je smanjena gustina koštanog tkiva i veći rizik od pucanja naspram osoba bez insulinske rezistencije i dijabetesa.
Skeletni mišići – insulinska veza
Skeletni misići sadrže čak polovinu telesne mase i dve trećine telesnih proteina. Skeletni mišići se sadrže od snopova mišićnih vlakana (miofibera). Mifiberi sadrže u svojoj strukturi miofibrile odnosno mišićne ćelije. Čak 70% glukoze se koristi od strane skeletnih mišića. Pospandrijalna hiperglikemija stimuliše lučenje insulina u plazmu i obezbeđuje upotrebu glukoze od strane mišića. Istraživanja su pokazala da osobe sa dijabetesom tip II mogu osećati mišićnu slabost. Skeletni mišići su glavno mesto za skladištenje i odlaganje glukoze, osobe sa dijabetesom tip II mogu osetiti negativne posledice metabolizma glukoze.
Drugim delovima tela pa i mišićima je potreban neprekidan izvor energije za proizvodnju ATP-a dok su ugljeni hidrati i masti glavni izvor energije koji mišićne ćelije koriste. Insulin kontorliše količinu aminokiselina razgranatog lanca (BCAA), masnih kiselina, glukoze u plazmi i proizvodnju mišićnog mitohondrijalnog ATP-a.
Koža i kosa – insulnska veza
Folikuli dlake zahtevaju dovoljno kiseonika i hranjivih materija kao i bilo koji drugi deo tela. Hronično smanjenje nutrijenata i kisonika usled hiperglikemije može dovesti do oštećenja folikula dlake ispraćenim sa krhosti, razređivanje kose i stanjivanje u volumenu dlake.
Slične posleice se dešavanju i na koži, dodatno ispraćeno sa akrohodonima (viseći mladeži) i aknama. Akne se povezuju sa mnogim stanjima i simpomima usled insulinske rezistencije, dok osobe koje imaju problem visećih mladeža pokazuju takve simptome usled dugoj izloženosti oštećenom metabolizmu glukoze. Osobe koje se hrane ishranom takvom da manje stimuliše skokove insulina, postepeno se oslobadjanju od akni.
Psorijaza se takođe povezuje sa gojaznosi i isnulinskom rezistencijom. Insulinska osteljivost je neregulisana sa osoba sa psorijazom, takođe ispraćeno leptinskim i adiponektinskim disbalansaom koji reguliše insulinsku osetljivost, metabolizam glukoze i lipida.
Masno tkivo – insulinska veza
Prirodni proces čuvanja energije za vreme odsustva hrane je zastupljen kod svih životinja. Kod ljudi je razvijen sloj masnog tkiva koji služi za skladištenje lipida. Masno tkivo se može naću u nekoj meri u svakom delu tela. Po tome se značajno razlikuje od drugih tkiva koje nemaju tu spostobnost. Mišići koriste oko 70% ukupne glukoze dok je masno tkivo odgovorno za 10% ukupnog insulina zaduženog za absorbciju glukoze.
Sa takvom sposobnosti masno tkivo može biti odgovorno i za mnoge metaboličke poremećaje po najviše kod gojaznih osoba. Masno tkivo je nezavisno od uzimanja glukoze za enegiju ali se to reguliše količinom slobodnih masnih kiselina koje se oslobađaju za potrebe energije od strane organa balansirano insulinom.
Endotel i vaskulatura – insulinska veza
Endotel čini unutrašnji sloj krvnih i limfnih sudova zaslužan za brojne fiziološke procese. Insulin je zaslužan kako za funkcije, tako i za disfunkcije endotela. Disfunkcije endotela su praćene sa smanjenom bioraspoloživosti azotnog oksida (NO), povećan oksiditivni stres i abnormalna vazoreaktivnost. Ovakvo stanje može dovesti do ateroskloroze, koronarne bolest srca i hipertenzije.
Nauka i dalje radi na istraživanjima endotela i insulinske povezanosti kako bi se spečile bolesti srca, arterija, limfi i prevencije kariovaskularnih problema.
Fiziološki odgovori insulina na okruženje
Ishrana i gladovanje
Nivo isnulina je nizak tokom gladovanja i bazalnog stanja, time se olakšava kretanje masnih kiselina i glicerola iz masnih kiselina kao i aminokiselina iz misića. Usled hranjenja nivoi insulina su povišeni ali na njegove skokove može uticati sastav hrane. Hroničan unos velike količine energije tokom hranjenja može dovesti do hiperisnulinemije i insulinske rezistencije kroz učestalu stimulaciju lučenja insulina, sinteza triglicerida i nagomilavanje masnoća može uticati na isnulinske receptrore i receptorsku signalizaciju.
Ishrane koje su pune u trans mastima mogu značajno da pomognu razvijanje insulinske rezistencije. Polizasićene masne kiseline igraju važnu ulogu u održavanju fluidnosti ćelijske membrane i ćelijsku signalizaciju. Studije izveštavaju određnu povezanost izmedju balansa omega 6 i omega 3 masnih kiselina usled dijabetesa tip II. Smatralo se da u nekoj meri ove masne kiseline remete toleranciju na glukozu, prema eksperimentalnom istraživanju na 17 žena. Ova studija na kraju nije priznata.
Ishrana sa visokim sadržajem hidrata se smatra da pomaže isnulinsku senzitivnost na kratke staze jer je proizvodnja insulina zavisna od stimulacije glukozom. Parametar za tip hidrata koji treba da se isprati je glikemijski indeks hrane. Sto je glikemijski indeks manji to je i konverzija hidrata u glukozu manja. Sa tim da nisu svi hidrati isti,pored toga što su na glikemijskoj skali jednaki prave drugačije opterećenje na krv. Primera radi voća i slatkiši mogu biti isti na glikemijskoj skali, sa tim da organizam potpuno drugačije doživljava fruktozu i saharozu. Hronično prejedane saharozom (beli šećer) je povezan sa stvaranjem viceralnih masti i razvijanje insulinske rezistencije.
Dodatno je prema istraživanjima zaključeno da i ako ugljeni hidrati pomažu insulinsku senzitivnost na kratke staze, na duge staze mogu izazvati insulinsku rezistenciju. To se može primetiti kod osoba koje su generalno na isrhani sa velikim unosom ugljenih hidrata i nemaju dovoljno fizičkih aktivnosti. Zato je potrebno da ishrana bude zastupljena u vlaknima. Vlakna imaju indirektnu vezu u sekreciji insulina i njegovo delovanje. Smatra se da vlakna usled fermentacije u digestivnom traktu razbijaju masne kiseline kratkog lanca, proces koji smanjuje nivo glukoneogineze i insulinskog skoka.
Rezistentni skrob se takodje ponaša kao vlakna, pomaže varenje, obara nivo glukoze i insulinski odziv, pomaže insulinsku senzitivnost u celom telu, obara trigliceride i holesterol, takođe smanjuje skadištenje u masnoća. Ono što je bitno kod namirnica sa rezistentnim skrobom je što određene namirnice i ako ga imaju u većim količinama, ujedno mogu imati i veliku količinu samih ugljenih hidrata, tako da ta namrinica sama sebe poništava u benifitima. Uvek se u tom slučaju treba izabrati za povrće kao što je pasulj, grašak, boranija… Ove namirnce i ako imaju manje rezistentnog skorba naspram banana, imaju znatno manji nivo šećera.
Protein stimuliše sekreciju insulina ali i glukagona u α-ćelijama. Stimulišu anaboličnu sredinu i glukoneoginezu. Dodatno manjak mikronutrijenata kao što su cink, hrom, kalijum i gvožđe mogu imati uticaj na insulin i insulinsku rezistenciju. Hrom je povezan sa glukoznom inteloreancikom. Zato je jako bitna isrhana puna u nutrijentima ispred jednolične restriktivne isrhane.
San i nedostatak sna
Prema istraživanjima na mladjim osobama usled izloženisti manjku sna, dolazi do povećanja krvne glukoze u stanjima bez jela. Razlog tome je pojačana proizvodnja hormona kortizola i nepravilan rad srca. Ovakvo stanje može dovesti do povećane potrebe za hranom, dok hroničan umor usled nedostatka sna može dovesti do insulinske rezistencije. Osobe koje su hronično neispavane su pokazale povećan indeks masti u telu praćen disbalansom leptina i apetita.
Takodje usled manjka sna je pokazana smanjena prozivodnja hormona rasta, pacijenti su pokazali znakove bržeg starenja, nakupljanje masnoća u predelu stomaka i insulinsku rezistenciju. Dodatno poremećaji disanja usled sna su pokazali poteškoće ulaska u doboka stanja sna. Time telo ne ulazi u potpuni oporavak i može pokazati navedene simptome kao kod nedostatka sna.
Trudnoća
Normalnu trudnoću karakteriše insulinska rezistencija koja je najveća u trećem trimestru. Čini se da je ovo adaptivni odgovor koji preusmerava glukozu i lipide ka fetusu u razvoju. Smatra se zbog kombinovanih progesterona, estradiola i kortizola koji deluju kao hormoni protiv regulacije insulina. Pojačani efekti insulinske rezistencije koji se javljaju u toku trudnoće povezani su sa gestacijskim dijabetesom melitusom i gestacionom hipertenzijom.
Gojaznost
Gojaznost u gornjem delu telu poznatije kao „Androidno“ deponvoanje masnoća je povezano sa dijabetesom i vaskularnim bolestima. Kod gojaznih osoba se sa svakim povećanjem masnih naslaga u organizmu stvara veća Insulinska rezistencija. Povećanje telesnog indeksa masti obično je kod gojaznih osoba praćen sa povećanjem masnoća oko organa, takvo stanje može dovesti do masne jetre. Viceralne masti imaju različite sposobnosti od potkožnog masnog tkiva.
Viceralne masti su značajno aktivnije u metaboličkim procesima i imaju sposobnost većeg protoka slobosdnih masnih kiselina u krvi. Sa tim dolazi do proizvodnje VLDL (Lipoprotein veoma niske gustine, poznatiji kao „loš“ holesterol) u jetri. Sa takvim povećanjem slobodnih masnih kiselina u krvi dolazi do dodatne insulinske rezistencije na ćelijskom nivou.
Smatra se da insulinska rezistencija koja se javlja kod gojaznih osoba povezana sa velikim oslobađanjem slobodnih masnih kiselina i triglicerida usled insulinske rezistencije adopocita. Vicelarne masti imaju veći protok slobodnih masnih kiselina naspram regularnog masnog tkiva, time se masnoće i trigliceridi akomuliraju u mišićima i jetri.
Dačin Način
Izvor informacija: