Σύνδεση φλεγμονής, διαβήτη και ανάλυσης αναπνοής.

Ο διαβήτης είναι τόσο κοινός όσο και παρεξηγημένος. Ίσως η πιο συνηθισμένη παρανόηση είναι ότι 

είναι συνέπεια της υπερκατανάλωσης υδατανθράκων. Ίσως η πιο απλή απόδειξη ότι ο διαβήτης δεν είναι αποτέλεσμα της κατανάλωσης υδατανθράκων είναι το γεγονός ότι οι άνθρωποι κατανάλωναν σημαντικά περισσότερους υδατάνθρακες σε προηγούμενους αιώνες χωρίς να προκληθεί κάτι παρόμοιο με την επιδημία διαβήτη που αντιμετωπίζει ο κόσμος μας σήμερα. Σαφώς, το γεγονός ότι ο διαβήτης ήταν πρακτικά ανύπαρκτος πριν από τη δεκαετία του 1950 αλλά έχει πολλαπλασιαστεί εκθετικά μέσα σε λίγες μόνο δεκαετίες δείχνει ότι αποτελεί μια πολύ πιο σύνθετη μεταβολική δυσλειτουργία που είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τον σύγχρονο τρόπο ζωής μας. Αυτό το άρθρο εξηγεί την παθοφυσιολογική προέλευση του διαβήτη και τη σύνδεσή του με τη χρόνια φλεγμονή και τη συσσώρευση λίπους. Μια ολοκληρωμένη επισκόπηση 7 βημάτων διερευνά πώς η φλεγμονή προκαλεί αντίσταση στην ινσουλίνη, οδηγώντας σε συσσώρευση λίπους, χαμηλά επίπεδα ενέργειας και, τελικά, διαβήτη. Τέλος, συζητάμε πώς η εξέλιξη αυτής της κατάστασης μπορεί να παρακολουθείται αξιόπιστα μέσω της ανάλυσης της αναπνοής.  

Βήμα 1 - Έναρξη φλεγμονής

Οι εξωγενείς επιβλαβείς παράγοντες διεγείρουν την παραγωγή φλεγμονωδών ουσιών ως απάντηση του οργανισμού μας για να μετριάσει τις αρνητικές επιπτώσεις που μπορεί να προκαλέσουν οι παράγοντες αυτοί. 

Οι φλεγμονώδεις κυτταροκίνες, όπως ο παράγοντας νέκρωσης όγκων-α (TNF-α) και η ιντερλευκίνη-6 (IL-6), μπορούν να ενεργοποιήσουν διάφορα μονοπάτια σηματοδότησης που παρεμβαίνουν στη σηματοδότηση της ινσουλίνης. Αυτή η διαταραχή συχνά περιλαμβάνει την αναστολή της ικανότητας της ινσουλίνης να προάγει την πρόσληψη και τη χρήση της γλυκόζης στα κύτταρα, οδηγώντας σε αντίσταση στην ινσουλίνη. Ορισμένοι από τους πιο εξέχοντες φλεγμονώδεις παράγοντες περιλαμβάνουν:

1. Υπερβολική κατανάλωση θερμίδων
2. Ανθυγιεινό φαγητό
3. Έλλειψη πρόσληψης μικροθρεπτικών συστατικών
4. Έλλειψη σωματικής άσκησης
5. Έλλειψη ύπνου

Στο πρόσφατο άρθρο για τη φλεγμονή, εμβαθύνουμε στα εξωγενή ερεθίσματα που πυροδοτούν τις φλεγμονώδεις αντιδράσεις του οργανισμού μας και στους κύριους μηχανισμούς πρόληψης που μπορούμε να εφαρμόζουμε καθημερινά. 

Βήμα 2 - Η φλεγμονή εξουδετερώνει τους υποδοχείς ινσουλίνης των κυττάρων μας (Αντίσταση στην ινσουλίνη)

Οι φλεγμονώδεις δείκτες ασκούν τις επιζήμιες επιδράσεις τους στους υποδοχείς ινσουλίνης των κυττάρων μέσω διαφόρων μοριακών μηχανισμών. Αυτοί οι δείκτες ενεργοποιούν φλεγμονώδεις οδούς που παρεμβαίνουν στους καταρράκτες σηματοδότησης της ινσουλίνης κατά την ενεργοποίησή τους. Η παρέμβαση αυτή περιλαμβάνει την αυξημένη φωσφορυλίωση καταλοίπων σερίνης στο υπόστρωμα-1 του υποδοχέα ινσουλίνης (IRS-1), μειώνοντας την ικανότητά του να αναμεταδίδει σήματα προς τα κάτω στο μονοπάτι της ινσουλίνης. Επιπλέον, οι φλεγμονώδεις κυτταροκίνες μπορούν να παρεμποδίσουν άμεσα τη δραστικότητα του υποδοχέα ινσουλίνης, ενδεχομένως μέσω της εσωτερίκευσης του υποδοχέα ή της μειωμένης αυτοφωσφορυλίωσης. Η ενεργοποίηση των ευαίσθητων στο στρες κινασών, όπως η JNK και η IKK, επιδεινώνει περαιτέρω την αντίσταση στην ινσουλίνη φωσφορυλιώνοντας την IRS-1, παρεμποδίζοντας την αλληλεπίδρασή της με μεταγενέστερα σηματοδοτικά μόρια. Επιπλέον, τα φλεγμονώδη σήματα διαταράσσουν τη μετατόπιση του διεγερμένου από ινσουλίνη μεταφορέα γλυκόζης τύπου 4 (GLUT4) στην κυτταρική μεμβράνη, μειώνοντας κατά συνέπεια την πρόσληψη γλυκόζης. Αυτές οι μοριακές διαταραχές καταλήγουν στην αντίσταση στην ινσουλίνη, έναν καθοριστικό παράγοντα στην παθογένεια καταστάσεων όπως ο διαβήτης τύπου 2, όπου η χρόνια φλεγμονή χαμηλού βαθμού παίζει σημαντικό ρόλο.

Βήμα 3 - Η αντίσταση στην ινσουλίνη προκαλεί δυσλειτουργία στη χρήση των καυσίμων

Όταν καταναλώνουμε τροφή, το πάγκρεάς μας ανταποκρίνεται με την έκκριση ινσουλίνης, της ορμόνης που επιτρέπει στη γλυκόζη να εισέλθει στα κύτταρα και να οξειδωθεί. Όταν τα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των μυϊκών κυττάρων, γίνονται ανθεκτικά στην ινσουλίνη, υπάρχει μειωμένη ικανότητα να χρησιμοποιούν αποτελεσματικά τη γλυκόζη για ενέργεια. Η απευαισθητοποίηση των κυττάρων στην ινσουλίνη σημαίνει ότι δεν ανταποκρίνονται πλέον στην ινσουλίνη και συνεπώς δεν είναι σε θέση να απορροφήσουν και να χρησιμοποιήσουν τη γλυκόζη. Για να αντισταθμιστεί αυτή η μειωμένη χρήση της γλυκόζης, υπάρχει αυξημένη εξάρτηση από εναλλακτικές πηγές ενέργειας, όπως τα λιπαρά οξέα.

Βήμα 4 - Η δυσλειτουργία της χρήσης των καυσίμων οδηγεί σε συσσώρευση λίπους και χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας

Σε καταστάσεις ανθεκτικές στην ινσουλίνη, τα κύτταρα, ιδίως τα μυϊκά κύτταρα, ενισχύουν την πρόσληψη λιπαρών οξέων και δίνουν προτεραιότητα στην αποθήκευση λιπιδίων έναντι της χρήσης της γλυκόζης. Αυτή η στροφή προς την αυξημένη πρόσληψη και αποθήκευση λιπαρών οξέων συμβάλλει στη συσσώρευση ενδομυοκυτταρικών λιπιδίων (δηλαδή, στη συσσώρευση λίπους μέσα στους μύες και τα όργανά μας). Ουσιαστικά, όταν τα κύτταρα γίνονται ανθεκτικά στην ινσουλίνη, ευνοούν τη συσσώρευση λίπους, επειδή διακυβεύεται η ικανότητά τους να ανταποκρίνονται σωστά στα σήματα της ινσουλίνης για την πρόσληψη γλυκόζης. Δεδομένου ότι η γλυκόζη είναι η πρωταρχική πηγή ενέργειας για τα κύτταρα, η αδυναμία τους να την απορροφήσουν τους στερεί το πολύτιμο καύσιμο που χρειάζονται, οδηγώντας τα στην ανάπτυξη αισθήματος κόπωσης και χαμηλών επιπέδων ενέργειας.  

Βήμα 5 - Το συσσωρευμένο λίπος προκαλεί περισσότερη φλεγμονή και αντίσταση στην ινσουλίνη 

Τόσο το σπλαχνικό λίπος, που βρίσκεται γύρω από τα εσωτερικά όργανα στην κοιλιακή κοιλότητα, όσο και το ενδομυοκυτταρικό λίπος, που συσσωρεύεται μέσα στα μυϊκά κύτταρα, αποτελούν πηγές φλεγμονωδών δεικτών. Το σπλαχνικό λίπος είναι ιδιαίτερα μεταβολικά ενεργό και εκκρίνει προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες και αδιποκίνες, όπως ο TNF-α, η IL-6 και η λεπτίνη. Αυτές οι ουσίες συμβάλλουν στη χρόνια φλεγμονή χαμηλού βαθμού, που αποτελεί βασικό παράγοντα για την ανάπτυξη καταστάσεων όπως η αντίσταση στην ινσουλίνη και οι καρδιαγγειακές παθήσεις. Ομοίως, η ενδομυοκυτταρική συσσώρευση λίπους διαταράσσει τις κυτταρικές διεργασίες και συνδέεται με αυξημένη παραγωγή φλεγμονωδών δεικτών. Ο TNF-άλφα, η IL-6 και άλλες κυτταροκίνες που απελευθερώνονται από το ενδομυοκυτταρικό λίπος μπορούν να επηρεάσουν τη σηματοδότηση της ινσουλίνης εντός των μυϊκών κυττάρων, συμβάλλοντας περαιτέρω στη μεταβολική δυσλειτουργία και την αντίσταση στην ινσουλίνη. Συνολικά, τόσο το σπλαχνικό όσο και το ενδομυοκυτταρικό λίπος παίζουν ρόλο στη συστηματική φλεγμονή μέσω της έκκρισης φλεγμονωδών δεικτών, οι οποίοι έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη μεταβολική υγεία και την ανάπτυξη χρόνιων ασθενειών.

Βήμα 6 - Η αντίσταση στην ινσουλίνη οδηγεί σε αυξημένο σάκχαρο στο αίμα (προδιαβήτης)

Στην αντίσταση στην ινσουλίνη, τα κύτταρα ανταποκρίνονται λιγότερο στα σήματα της ινσουλίνης, ιδίως τα μυϊκά, τα λιπώδη και τα ηπατικά κύτταρα. Τυπικά, η ινσουλίνη διευκολύνει την πρόσληψη γλυκόζης σε αυτά τα κύτταρα προωθώντας τη μετατόπιση των πρωτεϊνών μεταφορέων γλυκόζης, όπως η GLUT4, στην κυτταρική μεμβράνη. Ωστόσο, η διαδικασία αυτή είναι μειωμένη στην αντίσταση στην ινσουλίνη, με αποτέλεσμα τη μειωμένη πρόσληψη γλυκόζης από τα κύτταρα, ιδίως στους μυϊκούς και λιπώδεις ιστούς. Κατά συνέπεια, λιγότερη γλυκόζη λαμβάνεται από την κυκλοφορία του αίματος και αποστέλλεται στα κύτταρα για ενεργειακή χρήση.

Βήμα 7 - Το πάγκρεας μπαίνει σε υπερδιέγερση και τελικά αποτυγχάνει (διαβήτης)

Αρχικά, ο οργανισμός προσπαθεί να αντισταθμίσει την αντίσταση στην ινσουλίνη παράγοντας περισσότερη ινσουλίνη (υπερινσουλιναιμία) για να ξεπεράσει τη μειωμένη ανταπόκριση των κυττάρων. Αυτός ο αντισταθμιστικός μηχανισμός βοηθά στη διατήρηση σχετικά φυσιολογικών επιπέδων σακχάρου στο αίμα στα αρχικά στάδια της αντίστασης στην ινσουλίνη. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, το πάγκρεας μπορεί να αποτύχει να διατηρήσει αυτή την αυξημένη έκκριση ινσουλίνης, οδηγώντας σε μείωση της παραγωγής ινσουλίνης και επιδεινώνοντας την υπεργλυκαιμία.

Ανάλυση αναπνοής, ένα εύκολο και αξιόπιστο εργαλείο παρακολούθησης της μεταβολικής λειτουργίας.

Όπως περιγράφεται στην παραπάνω διαδικασία των 7 βημάτων, η θεμελιώδης συνέπεια που περιγράφει μονομερώς τη μεταβολική δυσλειτουργία είναι η αδυναμία των κυττάρων να μεταβολίσουν τη γλυκόζη και, αντίθετα, να προτιμήσουν την υπερκατανάλωση της αποθήκευσης θρεπτικών συστατικών για την παραγωγή ενέργειας. Με απλά λόγια, όταν καταναλώνουν τροφή, τα άτομα με μεταβολική δυσλειτουργία την αποθηκεύουν αντί να τη χρησιμοποιούν για την τροφοδοσία του οργανισμού. Η μέτρηση του λόγου αναπνευστικής ανταλλαγής (RER), της ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα και της κατανάλωσης οξυγόνου κατά τη διάρκεια της μεταγευματικής κατάστασης (δηλαδή μετά το γεύμα), είναι ίσως η πιο εύκολη και αξιόπιστη μέθοδος για να κατανοήσουμε αν τα κύτταρά μας μπορούν να αξιοποιήσουν την τροφή που καταναλώνουμε. Σε μεταβολικά υγιή άτομα, ο λόγος αναπνευστικής ανταλλαγής θα αυξηθεί κατακόρυφα μετά την κατανάλωση τροφής, υποδεικνύοντας ότι τα κύτταρα απορροφούν και χρησιμοποιούν τα προσλαμβανόμενα θρεπτικά συστατικά. Αντίθετα, σε μεταβολικά εξασθενημένα άτομα, η RER θα παρουσιάσει αμβλεία αύξηση, υποδεικνύοντας ότι οι θρεπτικές ουσίες δεν μπορούν να εισέλθουν στα κύτταρα, να οξειδωθούν και να παράγουν διοξείδιο του άνθρακα που διαφορετικά θα προκαλούσε αύξηση της RER. Η ανάλυση της αναπνοής όχι μόνο παρέχει άμεση μέτρηση του θεμελιώδους μηχανισμού που καθορίζει τη μεταβολική δυσλειτουργία, αλλά αποτελεί επίσης μια μη επεμβατική και εύκολη αξιολόγηση. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις παραδοσιακά χρησιμοποιούμενες μεθόδους, όπως ο ευγλυκαιμικός σφιγκτήρας ινσουλίνης, ο οποίος απαιτεί εκπαιδευμένους ιατρικούς επαγγελματίες να διενεργούν ανάλυση αίματος και να είναι παρόντες σε μια ιατρική εγκατάσταση.