Lipotoksyczność: jak tłuszcze nasycone podnoszą poziom cukru we krwi
Powszechnie wiadomo już dzisiaj, że przyczyną insulinooporności jest tłuszcz [1]. Chodzi tutaj o tzw. ektopowe gromadzenie się tłuszczu, czyli gromadzenie się tłuszczu w tkankach innych niż tłuszczowe, np. w komórkach mięśni [1]. Jednak nie wszystkie tłuszcze wpływają na mięśnie w jednakowy sposób. Kluczowe znaczenie ma tutaj rodzaj tłuszczu, a więc, czy jest to tłuszcz nasycony, czy nienasycony [2]. Tłuszcze nasycone, np. kwas palmitynowy, obecne są głównie w mięsie, nabiale i jajkach. To właśnie ten rodzaj tłuszczów jest przyczyną insulinooporności [2]. Natomiast tłuszcze nienasycone, np. kwas oleinowy, występują głównie w orzechach, oliwkach, czy awokado i mogą przyczyniać się do poprawy wrażliwości insulinowej [2]. Dlaczego tłuszcze nasycone są tak szkodliwe? Przyczyniają się one do powstania większej ilości szkodliwych produktów rozkładu tłuszczu, wystąpienia zaburzeń funkcji mitochondriów, zwiększenia stresu oksydacyjnego oraz rozwoju wolnych rodników i stanu zapalnego [2]. Zapoczątkowują tym samym błędne koło zdarzeń, w którym wolne rodniki, wywołane działaniem tłuszczu nasyconego, zaburzają funkcje mitochondriów, które w komórkach, w tym przypadku, w komórkach mięśni, odpowiedzialne są za wytwarzanie energii, pełnią rolę elektrowni komórkowych [2]. W efekcie dochodzi do powstania większej ilości wolnych rodników i zaburzeń transmisji sygnału insulinowego [2].
Komórki tłuszczowe wypełnione tłuszczem nasyconym wywołują poważną reakcję zapalną [3]. W badaniach wykazano, że to właśnie nasilenie stanu zapalnego, jak również zwiększone spożycie tłuszczów nasyconych, prowadzi do powstania wolnych rodników i ceramidów, co przyczynia się do rozwoju insulinooporności [3]. Tłuszcze nasycone bezpośrednio wpływają również na insulinooporność w mięśniach szkieletowych [3]. Zgromadzony tłuszcz nasycony zwiększa ilość diacylogliceroli w mięśniach. Jak wynika z badań, związki te wywierają silny wpływ na insulinooporność mięśniową [3]. Co ważne nie ma znaczenia, czy tłuszcz we krwi pochodzi z naszej własnej tkanki tłuszczowej, czy z tkanki tłuszczowej zjadanych przez nas zwierząt.
W badaniu z 1999 r. [4] przy zastosowaniu biopsji mięśni wykazano związek między zgromadzonymi w mięśniach tłuszczami nasyconymi, a insulinoopornością.
Podczas gdy nasz organizm dobrze radzi sobie z detoksykacją, czy też bezpiecznym gromadzeniem tłuszczów jednonienasyconych, w przypadku tłuszczów nasyconych dochodzi do powstania szkodliwych produktów rozkładu tłuszczu, w tym ceramidów, które prowadzą do rozwoju lipotoksyczności [5]. Lipo-, czyli tłuszcz, tak jak w liposukcji; lipotoksyczność ‒ toksyczność tłuszczu. Lipotoksyczność w mięśniach jest pojęciem kluczowym dla wyjaśnienia przyczyn insulinooporności [6].
Jak wiadomo, tłuszcze nasycone i tłuszcze trans odgrywają istotną rolę w rozwoju wielu chorób, w tym chorób autoimmunologicznych, nowotworów, czy chorób serca [7]. Jednak tłuszcze te mogą być również przyczyną insulinooporności, która leży u podłoża stanu przedcukrzycowego i cukrzycy typu 2 [7]. W naszej diecie źródłami tłuszczów nasyconych są produkty odzwierzęce, a tłuszczów trans ‒ mięso i mleko oraz częściowo uwodornione i rafinowane oleje roślinne [7].
Dlatego właśnie w badaniu z 2001 r. [8] zamiana tłuszczów zwierzęcych na roślinne zaskutkowała poprawą wrażliwości na insulinę. Masło w diecie przyczyniło się do osłabienia wrażliwości insulinowej, ale oliwa z oliwek już takiej reakcji nie wywołała.
Jak już wiemy, długotrwałe wystawienie naszych mięśni na działanie dużych ilości tłuszczu prowadzi do rozwoju insulinooporności. Najbardziej szkodliwe są tłuszcze nasycone [9]; nie dość, że zaburzają one transmisję sygnału insulinowego, aktywują szlaki prozapalne i przyczyniają się do rozwoju wolnych rodników, to jeszcze powodują zmiany w ekspresji genów, prowadząc tym samym do zmniejszenia aktywności kluczowych enzymów mitochondrialnych, w tym palmitoilotransferazy karnitynowej [9]. Dlatego właśnie ekspresja tego spalającego tłuszcz enzymu jest 60% wyższa wśród wegetarian. Jedzą oni w końcu mniej tłuszczów nasyconych [10].
Zatem czy osoby na diecie roślinnej mają nie tylko mniej tłuszczu w mięśniach, ale i mniej insulinooporności? Przez długi czas wrażliwość na insulinę, czy tłuszcz w komórkach mięśniowych wśród wegan i wegetarian nie były przedmiotem żadnych badań naukowych [10]. Wszystko zmieniło się w 2005 r.
Naukowcy z uniwersytetu Imperial College of London zbadali insulinooporność i tłuszcz w mięśniach wśród wegan, w porównaniu z wszystkożercami [11]. Badacze wzięli pod uwagę fakt, że osoby na diecie roślinnej mają przewagę w postaci niższej masy ciała; znaleźli więc równie szczupłych wszystkożerców. Celem było sprawdzenie, czy korzystne działanie diety roślinnej ma charakter bezpośredni; że do usuwania tłuszczu z mięśni i poprawy wrażliwości insulinowej dieta roślinna nie przyczynia się wyłącznie pośrednio, przy okazji wspomagania utraty wagi [11].
W badaniu wykazano, że weganie mają w komórkach mięśni znacznie mniej tłuszczu niż wszystkożercy, nawet w przypadku osób o takiej samej masie ciała [11]. W grupie roślinożerców odnotowano ponadto lepszą wrażliwość na insulinę, lepszy poziom cukru we krwi, lepszy poziom insuliny [12] oraz, co bardzo ekscytujące, dużo lepsze funkcjonowanie komórek beta ‒ komórek trzustki odpowiedzialnych za produkcję insuliny [11]. Naukowcy podsumowali, że dieta wegańska wykazywać może nie tylko działanie kardioprotekcyjne (wspomagać profilaktykę naszego zabójcy nr 1 ‒ choroby niedokrwiennej serca), ale i działać ochronnie na komórki beta w trzustce, wspomagając tym samym profilaktykę naszej przyczyny śmierci nr 7 ‒ cukrzycy [11].
Źródło: https://nutritionfacts.org/
[1] V T Samuel, G I Shulman. Mechanisms for insulin resistance: common threads and missing links. Cell. 2012 Mar 2;148(5):852-71.[2] E W Kraegen, G J Cooney. Free fatty acids and skeletal muscle insulin resistance. Curr Opin Lipidol. 2008 Jun;19(3):235-41.
[3] W J Evans. Oxygen-carrying proteins in meat and risk of diabetes mellitus. JAMA Intern Med. 2013 Jul 22;173(14):1335-6.
[4] G Perseghin, P Scifo, F De Cobelli, E Pagliato, A Battezzati, C Arcelloni, A Vanzulli, G Testolin, G Pozza, A Del Maschio, L Luzi. Intramyocellular triglyceride content is a determinant of in vivo insulin resistance in humans: a 1H-13C nuclear magnetic resonance spectroscopy assessment in offspring of type 2 diabetic parents. Diabetes. 1999 Aug;48(8):1600-6.
[5] C J Nolan, C Z Larter. Lipotoxicity: why do saturated fatty acids cause and monounsaturates protect against it? J Gastroenterol Hepatol. 2009 May;24(5):703-6.
[6] J Ye. Role of insulin in the pathogenesis of free fatty acid-induced insulin resistance in skeletal muscle. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2007 Mar;7(1):65-74.
[7] D Estadella, C M da Penha Oller do Nascimento, L M Oyama, E B Ribeiro, A R Damaso, A de Piano. Lipotoxicity: effects of dietary saturated and transfatty acids. Mediators Inflamm. 2013; Epub 2013 Jan 31.
[8] B Vessby, M Uusitupa, K Hermansen, G Riccardi, AA Rivellese, L C Tapsell, C Nalsen, L Berglund, A Louheranta, B M Rasmussen, G D Calvert, A Maffetone, E Pedersen, I B Gustafsson, L H Storlien, KANWU Study. Substituting dietary saturated for monounsaturated fat impairs insulin sensitivity in healthy men and women: The KANWU Study. Diabetologia. 2001 Mar;44(3):312-9.
[9] A R Martins, R T Nachbar, R Gorjao, M A Vinolo, W T Festuccia, R H Lambertucci, M F Cury-Boaventura, L R Silveira, R Curi, S M Hirabara. Mechanisms underlying skeletal muscle insulin resistance induced by fatty acids: importance of the mitochondrial function. Lipids Health Dis. 2012 Feb 23;11:30.
[10] H Karlic, D Schuster, F Varga, G Klindert, A Lapin, A Haslberger, M Handschur. Vegetarian diet affects genes of oxidative metabolism and collagen synthesis. Ann Nutr Metab. 2008;53(1):29-32.
[11] L M Goff, J D Bell, P W So, A Dornhorst, G S Frost. Veganism and its relationship with insulin resistance and intramyocellular lipid. Eur J Clin Nutr. 2005 Feb;59(2):291-8.
[12] J Gojda, J Patkova, M Jacek, J Potockova, J Trnka, P Kraml, M Andel. Higher insulin sensitivity in vegans is not associated with higher mitochondrial density. Eur J Clin Nutr. 2013 Dec;67(12):1310-5.