Od dawna wiadomo, że otyłość wywołuje cukrzycę poprzez upośledzenie działania insuliny w wątrobie i komórkach tłuszczowych. Badanie autorstwa Sakamoto i wsp., opublikowane w Cell Metabolism, ujawnia zaskakujące powiązania między nadmierną podażą kalorii i wydzielaniem hormonów stresu. Dowiedziono, że przejadanie się zwiększa aktywność współczulnego układu nerwowego oraz że podniesiony poziom hormonów stresu blokuje efekty działania insuliny. Nawet jeżeli hormon ten działa prawidłowo, efekty jego działań są hamowane przez adrenalinę i noradrenalinę. Prowadzi to do insulinooporności, nawet przy prawidłowo działającej sygnalizacji insuliny.
„Zwiększona aktywność układu współczulnego wywołuje dysfunkcję metaboliczną poprzez zmiany w przekaźnictwie sygnałów insuliny, co prowadzi do nieprawidłowego metabolizmu glukozy i lipidów. Mechanizm ten działa niczym błędne koło – nadmiar kalorii aktywuje układ współczulny, który z kolei pogłębia metaboliczny chaos w organizmie.” – twierdzi współautor badania, Buettner.
Nowe odkrycia mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego niektóre osoby otyłe zapadają na cukrzycę, a inne nie, a także dlaczego stres może przyspieszyć rozwój cukrzycy nawet przy niewielkim przyroście masy ciała. Nadmiar kalorii w diecie nie jest jedynie kwestią energetyczną, ale prowadzi do głębokich zaburzeń neuro-metabolicznych. Kontrola aktywności układu współczulnego może otworzyć nowe możliwości terapeutyczne w walce z insulinoopornością i cukrzycą typu 2.
Aby sprawdzić, jaki dokładnie wpływ ma nadmierna produkcja hormonów stresu na rozwój cukrzycy, autorzy wdrożyli do badania nowy typ genetycznie zmodyfikowanych myszy. Nie mogły one wytwarzać hormonów stresu – katecholamin – poza ośrodkowym układem nerwowym. Naukowcy karmili je pożywieniem o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru, tzw. dietą zachodnią. Genetycznie zmodyfikowane myszy bez hormonów stresu nie rozwinęły cukrzycy pomimo otyłości.
„Okazało się, że nawet przy takim samym spożyciu kalorii, znacznie zmniejszony poziom hormonów stresu zapobiega rozwojowi insulinooporności i cukrzycy. Myszy nie mogą zwiększyć wydzielania adrenaliny i noradrenaliny, które przeciwdziałają insulinie, stąd insulinooporność nie rozwija się u nich mimo otyłości” – stwierdził Buettner.
Kluczowym mechanizmem, poprzez który podwyższona aktywność współczulnego układu nerwowego indukuje insulinooporność, jest wywoływanie lipolizy tkanki tłuszczowej i wydzielanie wolnych kwasów tłuszczowych do krwioobiegu. Ich zwiększone stężenie hamuje wychwyt glukozy przez mięśnie, zmniejsza wrażliwość na insulinę oraz nasila procesy syntezy glukozy w wątrobie. Chociaż już wcześniej podejrzewano, że katecholaminy mogą upośledzać działanie insuliny, nowe badanie sugeruje, że może to być podstawowy mechanizm leżący u podstaw insulinooporności w otyłości.
„Nie zapominajmy, że hormony stresu działają poprzez zupełnie inne ścieżki sygnałowe niż insulina. To wyjaśnia też, dlaczego zdolność insuliny do hamowania uwalniania cukru i tłuszczu do krwiobiegu jest upośledzona, mimo nienaruszonej sygnalizacji. Gdy hormony stresu przejmują dominującą rolę, działanie insuliny zostaje stłumione.” – wyjaśnił Buettner.
W badaniach na modelach zwierzęcych zaobserwowano, że zmniejszenie kaloryczności diety skutecznie obniżało aktywność układu współczulnego, co poprawiało parametry metaboliczne, takie jak wrażliwość na insulinę czy poziom trójglicerydów. Odkrycia te mogą ostatecznie przyczynić się stworzenia nowego podejścia terapeutycznego. Wyniki sugerują, że leki, które zmniejszają stężenie katecholamin, mogą pomóc w zapobieganiu lub leczeniu cukrzycy. Jednak jak dotąd, obecnie stosowane preparaty nie okazały się wystarczająco skuteczne. Może to wynikać z faktu, że nie blokują odpowiednich receptorów lub z tego, że wpływają na mózg i ciało w bardziej złożony sposób.
