Inzulinska rezistencija i mikrobiota

OSJETLJIVOST NA INZULIN I INZULINSKA REZISTENCIJA (IR)

Inzulin je značajan hormon u ljuskom tijelu sa životno bitnom ulogom prikupljanja glukoze šećera u krvi te dostavljanjem ove energije svakoj stanici kako bi organizam mogao funkcionirati. Inzulin i glukoza funkcioniraju kao uravnotežen i prilično robustan sustav koji kod metabolički zdravih pojedinaca odražava šećer u krvi u uskom stabilnom pojasu. No kao i svaki sustav i ova dioda podložna je degradaciji čimbenicima životnog stila.

Činjenica je da će masti imati mali do nikakav utjecaj na podizanje šećera u krvi te time posljedično i lučenje inzulina: proteini imaju umjereni učinak dok ugljikohidrati, posebice prerađeni koji su izgubili pufer učinak prirodno prisutnih vlakana, uzrokuju najveći porast šećera u krvi i lučenje inzulina koji sanira nagli porast glukoze.

Slobodno lutajuća glukoza je opasna, a tijelo je mudro. Zdravi inzulinski odgovor hitro će odstraniti višak šećera u krvi dovodeći potrebnu energiju do na inzulin osjetljivih stanica dok će višak spremiti u masne naslage kao buduće zalihe kada energija iz hrane neće biti dostupna. Inzulin je hormon pohrane, stoga, dok su inzulin i šećer u krvi visoki nije moguće osloboditi i koristiti energiju pohranjenu u mastima. Tijelo je načinjeno da mijenja izvore energije, izmjenjujući metabolizam šećera i masti.

Suvremeni način života idealno je plodno tlo za lomljenje ovog metaboličkog mehanizma. Kako? Svakodnevna konzumacija visoko prerađenih prehrambenih proizvoda s visokim udjelom ugljikohidrata, neprekidna dostupnost hrane u svako doba dana i noći, prečesti obroci, nedovoljan period posta između obroka, grickalice, nedovoljan unos cjelovitih namirnica koje je priroda upakirala s optimalnim količinama mikro i makro nutrijenata.

Sve ovo direktno utječe na crijevnu mikrobiotu i kronično povišen šećer u krvi te time i kronično lučenje prevelikih količina inzulina kako bi se šećer što brže pohranio.

Baš kao što mi nakon nekog vremena prestajemo čuti monotoni ton u pozadini, tako stanica prestaje čuti konstantne signale inzulina koji u nju želi pohraniti eksponencijalno više šećera.  Kada jednom ne može više primiti dostavljenu energiju, ogluši se na inzulin te se sve više šećera pohranjuje u mastima dok inzulin i dalje raste kako bi se pokušao „uvjeriti“ stanice da prihvate još glukoze.

Stanica je gluha a pogođeni počinje ubrzano dobivati na težini i klizati u pretilost. U ovom trenu nalazimo se u inzulinskoj rezistenciji. Jedini način da popravimo zakočeni sustav je da buka prestane kako bi se „uši“ stanica oporavile i iznova mogle čuti signal i spremno odgovoriti na njega te iznova uspostaviti metaboličku ravnotežu. 

Ruku pod ruku i međusobno se amplificirajući, pretilost i inzulinska rezistencija stoje na čelu čimbenika kao predispozicija zabrinjavajuće raširenih oboljenja i komorbiditeta poput dijabetesa tipa 2, bezalkoholne masne jetre, kardiovaskularnih i neurodegenerativnih bolesti, poput Alzheimera i Parkinsonove bolesti, te nekoliko vrsta raka. Pretilost je i dalje u porastu diljem svijeta te ova krivulja raste eksponencijalno sa spomenutim komorbiditetima. [1]

PRETILOST I INZULINSKA REZISTENCIJA KAO ČIMBENICI OBOLJENJA

No uz navedene faktore životnog stila obrtanje inzulinske rezistencije sve se više okreće istraživanju uloge mikrobiote crijeva i njenog učinka na inzulinsku rezistenciju / pretilost. Stara kalorijska premisa koja dobivanje na težini svodi na jedini nazivnik unosa i potrošnje, te gleda kalorijski deficit kao jedini način za smanjenje tjelesne težine, gubi uporište. Usidrena u fizici pretpostavljala je da smanjeni unos kalorija nužno rezultira gubitkom na težini, ignorirajući treću mogućnost –  smanjenu potrošnju.

Ova premisa funkcionira neko vrijeme, no tijelo se prilagođava okolišu kao evolucijski mehanizam preživljavanja. Smanjeni unos uskoro rezultira namjernim smanjivanjem potrošnje tj. padom stope bazalnog metabolizma, koji stoji iza zastora dobro istraženog i iskustveno poznatog yo-yo efekta. Trajni deficit je neodrživ način borbe s pretilošću, no intervencije u ravnotežu mikrobiote i obrtanje inzulinske rezistencije s ciljem povratka u metaboličku homeostazu nisu.

CRIJEVNA MIKROBIOTA I PRETILOST

Trudnoća je često period života u kojem žene pobliže pogledaju svoje prehrambene navike pod krunom parole: „Jedem za dvoje!“. Odgovornost prema drugom biću katalizira odgovornost prema nama samima.

Realnost je da svatko od nas svakim danom jede za 100 bilijuna i da svaka odluka na tanjuru utječe na svaku od ovih jedinki koje koloniziraju naše crijevo. Ova zajednica sastavljena je od kolonija pretežito bakterija te gljivica i virusa. Svi smo mi kolonija, jedinstveni u svojoj različitosti no usmjereni prema istom cilju zdravlja, dugovječnosti i vitalnosti organizma koji dijelimo.

Istraživanja provedena na ljudskim populacijama i populacijama glodavaca pokazala su da jedinke zdrave težine i one prekomjerne težine pokazuju razlike u sastavu crijevne flore. Tijekom proteklih 10 godina, podaci iz različitih izvora jasno su uspostavili uzročno-posljedičnu vezu između crijevne mikrobiote i otpornosti na inzulin i pretilosti. Uzročno-posljedična veza ne isključuje uključenost drugih faktora. Važno je naglasiti da prehranom izazvana pretilost potiče inzulinsku rezistenciju mehanizmima neovisnim i ovisnim o mikrobioti crijeva. Nekoliko istraženih mehanizama koji objašnjavanju vezu između crijevne flore i inzulinske rezistencije/pretilosti su:

  • Lipopolisaharidi (LPS), poznati i kao lipoglikani i endotoksini od crijevnih gram-negativnih bakterija mogu dovesti do kroničnog subkliničkog upalnog procesa i pretilosti te posljedično uzrokovati inzulinsku rezistenciju aktivacijom TLR4 transmembranskih proteina.
  • Smanjenje cirkulirajućih SCFA (short chain fatty acids=masne kiseline kratkog lanca) može dovesti do smanjene osjetljivosti na inzulin i pretilosti.
  • Mehanizmi koji uključuju učinke žučnih kiselina, aminokiselina razgranatog lanca (BCAA) i nekih drugih manje poznatih čimbenika. [2]

Otkriće ovih mehanizama je uzbudljivo i otvara nova područja razumijevanja kompleksnosti i međuzavisnosti hibridnog supostojanja s našom dragocjenom mikrobiotom. Oprezni optimizam sugerira kako se u bliskoj budućnosti možemo nadati novim, neinvazivnim i učinkovitijim terapijama za pretilost / inzulinsku rezistenciju te njihove poduže liste komorbiditeta.

Svi ovi bilijuni bakterija, gljivica i virusa mikrobiote su uistinu naši i mi smo njihovi. Ova mikrobna populacija nije gost ili privremeni stanar već koegzistira u simbiozi s domaćinom, te njihovi metaboliti imaju duboke učinke na ljudsko zdravlje. Pojednostavljeno – Ako se naša mikrobiota ne osjeća dobro, ni mi se ne osjećamo dobro.

Bez ovog carstva ne bismo preživjeli kao vrsta. Suradnja je nužna do te točke da bez nje nema života jer je mikrobiota ugrađena u samo srce regulacije ključnih metaboličkih, endokrinih i imunoloških funkcija svakoga od nas. Evoluirali smo zajedno i oslanjamo se jedni na druge.

Ključni bakterijski metaboliti uključuju acetat kratkog lanca (SCFA) acetat (C2), propionat (C3) i butirat (C4), koji su najzastupljeniji SCFA u ljudskom tijelu i najzastupljeniji anioni u debelom crijevu. SCFA-i su poklon od naših bakterija izgrađen fermentacijom dijetalnih vlakana i otpornog škroba u crijevima.

Služe kao modulatori značajnih metaboličkih puteva te je njihova disfunkcija uključena u razvoj pretilosti, inzulinske rezistencije i dijabetes tipa 2. U ovom slučaju odabir prehrane bogate dijetalnim vlaknima i otpornim škrobom može  uvelike utjecati na sastav i aktivnost mikrobiote crijeva, te proizvodnju SCFA i njihovih metaboličkih učinaka. [3]

FMT, VLAKNA I PREBIOTICI

Uz golemi potencijal novoga polja tretiranja inzulinske rezistencije i pretilosti intervencijama u crijevnu mikrobiotu, neke terapije već su se pokazale učinkovitima.

Naizgled neobična, no učinkovita metoda u liječenju inzulinske rezistencije u sklopu metaboličkog sindroma je FMT (Fecal microbiota transplant=transplantacija crijevne mikrobiote).[4] Ona je upravo to – presađivanje zdravog mikrobioma u komprimirani s nadom u rast populacija dobrih bakterijskih kultura unutar novog domaćina i kaskadnom reakcijom u smanjenju inzulinske rezistencije i poboljšanu metaboličkog zdravlja. U kontekstu metaboličkog sindroma i FMT kao dobra intervencija pokazala se i zelena mediteranska prehrana s obiljem hrane biljnog podrijetla (Rinoft et al., 2021).

Već smo spomenuli vlakna. Ona imaju ulogu prebiotika te djeluju na povećanje razina SCFA, a rezultate možemo vidjeti najranije nakon primjene od tri tjedna i unosa vlakana većeg od 30 grama dnevno. Nizak unos vlakana prediktor je za razvoj metaboličkog sindroma. [5] Vlakna također pojačavaju apsorpciju nutrijenata hvatanjem korisnih supstanci u tankom crijevu, usporavanjem probave te zadržavanjem vode kako bi tijelo ostalo optimalno hidratizirano.

Suvremeni način prerade hrane u svrhu produljenja roka trajanja uglavnom rezultira eliminacijom vlakana te povećanjem glikemijskog indeksa. Ovo dovodi do kroničnog deficita unosa dijetalnih vlakana s jedne strane te naglih uzlaznih krivulja šećera u krvi što kod velikog djela svjetske populacije i korelira s porastom pretilosti i metaboličkog sindroma. Voćni sok nije isto što i čitava voćka, cjelovito zrno nije isto kao bijeljeno brašno. Tijelo ih također ne prepoznaje kao ravne i ne metabolizira jednako.

Vlakna su kemijski iznimno heterogena skupina. Kao ključna svojstva nose viskoznost, topljivost i fermentabilnost. Što je veća složenost kemijske strukture vlakna i veza između pojedinih sastavnica to ih manji broj bakterija može koristiti. Fruktani (FOS, inulin) su recimo jednostavna vlakna koja može metabolizirati velik broj bakterija. Beta-glukan i netopljiva vlakna su s druge strane složena, ali iznimno specifična vlakna.

Istraživanja primjene prebiotika u FMT terapijama za metabolički sindrom dala su neobične rezultate: celuloza, koja je bila korištena kao kontrola imala je pozitivne učinke, dok fermentabilna vlakna – kao što su rezistentni škrobovi iz pšenice, topljiva vlakna iz kukuruza i akacije – nisu imala učinak. Primjena celuloze rezultirala je porastom udjela korisnih kultura Phascolarcobacteriu, Bacteroides, Christensenella, Akkermansia, a fermentabilna vlakna Parabacteroides, Bifidobacterium. Akkermansia muciniphila i Prevotella pokazale su se kao dobri prediktori HOMA indeksa, kojim možemo procijeniti stupanj inzulinske rezistencije. Ukoliko želite nagnuti šanse u svoju korist Akkermansia muciniphila voli kada redovno konzumirate brusnice, sjemenke i kožu grožđa, kožu jabuke, nar, te uživa u visokom unosu FOS-a i inulina.

Prisutnost Akkermansia i povećane proizvodnje SCFA acetata i propionata povezana je s proizvodnjom GLP-1 (Glukagonu sličan peptid-1 ) – probavnog hormona koji stimulira lučenje inzulina ovisno o razini prisutne glukoze. U suradnji s butiratom koji štiti funkcije crijevne membrane, dolazi do povećane energetske potrošnje unutar mikrobioma i izlučivanja energije.

Potencijal novih terapija će se tek pokazati u godinama i desetljećima pred nama, dok mi s cjelovitim pristupom biću sanjamo o sustavu koji će imati kapaciteta razviti se u individualno liječenje i sagledati svaku osobu (i njenih 100 bilijuna pratitelja) kao zaseban eko sustav kojem mogu ponuditi ciljane neinvazivne metode liječenja. Vitalnost ne bi trebao biti luksuz. Stvoreni smo kako bismo se osjećali dobro .

U iščekivanju uzbudljivih novih rješenja, konačna odluka je ipak naša i odnosi se na svijest da je svaki zalogaj korak prema nečemu. Zašto ne biste ugodno mljackali prema boljem, zdravijem, otpornijem i sretnijem sebi? Male odluke se akumuliraju u velike promjene. Stoga sljedeći puta kada pogledate u tanjur sjetite se svog kolektiva koji vas voli i gladno iščekuje dobre odluke.

Dobar vam tek dobri ljudi i voli Vas Alma!

LINK


[1] Linking Gut Microbiota and Inflammation to Obesity and Insulin Resistance | Physiology

[2] Linking Gut Microbiota and Inflammation to Obesity and Insulin Resistance | Physiology

[3] Gut Microbiota and Short Chain Fatty Acids: Implications in Glucose Homeostasis – PubMed (nih.gov)

[4] Frontiers | Gut Microbiota as a Trigger for Metabolic Inflammation in Obesity and Type 2 Diabetes (frontiersin.org)

[5] Frontiers | Gut Microbiota as a Trigger for Metabolic Inflammation in Obesity and Type 2 Diabetes (frontiersin.org)

hrCroatian