Підказки баріатричної хірургії, спрямованої на зменшення інсулінорезистентності для зцілення серця
Анотація
Ожиріння - це стан метаболічної дисрегуляції всього організму і головний фактор, що сприяє епідемії інсулінорезистентного діабету. Нефармакологічне лікування ожиріння за допомогою баріатричної хірургії призводить до різкого і майже миттєвого зміни інсулінорезистентності. У цьому огляді колективно розглядаються докази цього явища в літературі та обговорюються потенційні метаболічні та нейрогуморальні механізми. Ми припускаємо, що обмеження поживних речовин знижує захисні механізми клітини від перевантаження поживних речовин в органах, що реагують на інсулін.
Вступ
Ожиріння - це стан метаболічної дисрегуляції всього організму та основний фактор, що сприяє епідемії діабету [1]. Серед американців віком від 20 років старше близько 150 мільйонів людей із надмірною вагою або ожирінням становлять майже половину населення [2]. Хоча Американська діабетична асоціація (ADA) та Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) різняться між собою у визначенні та діагностичних критеріях "переддіабету" або "порушення регуляції глюкози" [3], вони повністю погоджуються щодо руйнівного ожиріння та діабету. має і буде продовжувати надавати медичну допомогу.
Доктор Уолтер Порі почав проводити шунтування шлунка в 1980-х. Він швидко зрозумів, що коли він оперував хворих на цукровий діабет із ожирінням, пацієнтам більше не потрібен інсулін [4]. Крім того, така рання зміна метаболізму глюкози, здавалося, відбулася ще до значної втрати ваги. Коли було вперше запропоновано, уявлення про те, що діабет можна вилікувати шлунковим шунтуванням, здавалося досить дивним. З моменту першої процедури шунтування шлунка минуло 15 років, перш ніж доктор Порі опублікував свої дані, які показують, що серед його когорти діабетиків, що перебуває у 146 людей, 121 (83%) після операції втратив діабет [5].
Цей хірургічний успіх породжує питання про механізми, що лежать в основі зміни інсулінорезистентності після операції зі зниження ваги. Молекулярні механізми, що лежать в основі інсулінорезистентності та метаболічного синдрому, надзвичайно складні, особливо щодо серцево-судинної системи [6–8]. Вплив баріатричної хірургії на резистентність до інсуліну та інші метаболічні маркери ожиріння забезпечили нам шлях до цієї чудової галузі досліджень.
Наслідки резистентності до інсуліну
Інсулінорезистентність визначається як знижена здатність м’язів та інших тканин, що реагують на інсулін, транспортувати глюкозу з кровотоку в клітину [9]. Однак насправді резистентність до інсуліну є метаболічним розладом надзвичайної складності, який ще не до кінця зрозумілий. Резистентність до інсуліну через надлишок поживних речовин - відоме явище [10]. Наприклад, резистентність до інсуліну та змінений метаболізм вільних жирних кислот (ВЖК) є внутрішньо пов’язаними [11]. Підвищений рівень вільних жирних кислот у плазмі та посилений печінковий ліпогенез зазвичай спостерігаються в інсулінорезистентному стані [12] [13]. Крім того, кілька досліджень показали сильний взаємозв'язок між резистентністю до інсуліну та збільшенням вмісту внутрішньоклітинних тригліцеридів за допомогою біопсії м'язів та ядерно-магнітно-резонансної томографії [14, 15]. Ця концепція надзвичайно важлива щодо ліпотоксичності, про яку буде сказано далі.
З 1960-х років відомо, що жирні кислоти конкурують з глюкозою за окислення субстрату; Звичайно вважалося, що ця внутрішньоклітинна війна включає підвищений рівень цитрату та накопичення глюкозо-6-фосфату та пригнічення активності гексокінази II [11]. Інгібування жирних кислот гліколізу в кінцевому підсумку призводить до збільшення внутрішньоклітинних концентрацій глюкози та зменшення споживання глюкози [11]. Цю загальноприйняту гіпотезу оскаржували нещодавно, і зараз вважається, що накопичення метаболітів жирних кислот може безпосередньо перешкоджати передачі сигналів рецепторів інсуліну нижче, зменшуючи активність транспорту глюкози через рецептор GLUT-4 [16].
Найважливішим ефектом інсулінорезистентності є розбіжність у збільшеній подачі субстратів, що забезпечують енергію, та їх зниженому окисленні. По суті, надлишкове надходження палива та зменшення окислення є ключовими ознаками резистентності до інсуліну з глибокими наслідками для клітинного метаболізму. Було запропоновано, що дисбаланс у розподілі між адипоцитом на м’язи та печінку є найбільш відповідальним за порушення обміну глюкози та резистентність до інсуліну. Наслідки ожиріння та резистентності до інсуліну включають високий рівень глюкози та вільних жирних кислот, підвищену концентрацію інсуліну та лептину та низький рівень адипонектину; інші метаболічні маркери включають високий рівень С-реактивного білка (СРБ) та альфа-фактор фактора некрозу пухлини (ФНО) [17].
Минуло досить багато часу, перш ніж експерти досягли консенсусу щодо діагностичних критеріїв метаболічного синдрому [18], і необхідна коротка дискусія щодо метаболічного синдрому в контексті ожиріння та резистентності до інсуліну. Шарнірним пунктом у його визначенні є центральне ожиріння, що проявляється збільшенням окружності талії; інші параметри включають підвищений рівень тригліцеридів, підвищений рівень глюкози в крові та рівень артеріального тиску на додаток до низького рівня холестерину ЛПВЩ. Корисність метаболічного синдрому як предиктора серцево-судинних захворювань (ССЗ) та діабету поділяють не всі. У 2004 році ADA представила звіт, в якому пропонується, що "постачальники повинні уникати маркування пацієнтів терміном метаболічний синдром", стверджуючи, що "дорослих з будь-яким основним фактором ризику ССЗ слід оцінювати на наявність інших факторів ризику ССЗ", і "що всі ССЗ Фактори ризику слід розглядати індивідуально та агресивно »[19]. У той же час критерії метаболічного синдрому існують у людей із ожирінням із нормальною вагою, що метаболічно [20].