Podwyższona zawartość krążących FFA i lipidów wewnątrzwątrobowych

W Holandii i na całym świecie liczba osób cierpiących na cukrzycę typu 2 stale rośnie. W konsekwencji w ciągu najbliższych kilku dekad można spodziewać się dramatycznego wzrostu zachorowalności i śmiertelności związanej z cukrzycą. W związku z tym potrzebne są skoordynowane wysiłki mające na celu zmniejszenie częstości występowania cukrzycy i skuteczne zarządzanie cukrzycą.

Jedną z najwcześniejszych cech charakterystycznych cukrzycy typu 2 jest oporność tkanek obwodowych wątroby i mięśni na działanie insuliny, którą ogólnie określa się jako insulinooporność. Rozwój insulinooporności jest silnie promowany przez otyłość. W rzeczywistości otyłość jest głównym czynnikiem ryzyka insulinooporności, a 80% wszystkich pacjentów z cukrzycą typu 2 ma nadwagę lub otyłość. Podczas gdy otyłość z definicji charakteryzuje się nadmiernym gromadzeniem się tłuszczu w organizmie, to właśnie gromadzenie się tłuszczu w tkankach obwodowych (zwane stłuszczeniem lub ektopowym nagromadzeniem tłuszczu) wiąże się z rozwojem insulinooporności. Rzeczywiście, pacjenci z cukrzycą typu 2 i ich krewni pierwszego stopnia charakteryzują się nadmiernym gromadzeniem tłuszczu w mięśniach szkieletowych. Podobnie od dawna opisywano obecność stłuszczenia wątroby u pacjentów z cukrzycą typu 2 i otyłością. To nagromadzenie tłuszczu w wątrobie znacznie zwiększa ryzyko powikłań metabolicznych, w tym oporności na insulinę i zdarzeń sercowo-naczyniowych. Pomimo dobrze znanych szkodliwych skutków ektopowego gromadzenia się tłuszczu, nie do końca wiadomo, dlaczego tłuszcz gromadzi się w mięśniach i wątrobie.

W ostatnich latach opracowano nieinwazyjne metody, takie jak spektroskopia protonowego rezonansu magnetycznego (1H-MRS) do ilościowego określania zawartości lipidów w mięśniach szkieletowych i wątrobie, i były one często stosowane przez nas i innych. Pomiary te można łączyć z innymi technikami rezonansu magnetycznego w celu zbadania stężeń ATP i Pi w wątrobie, określanych za pomocą spektroskopii rezonansu magnetycznego fosforu (31P-MRS). Ponadto wykazano, że stężenia ATP- i Pi są niższe u osób z cukrzycą typu 2, u których występuje akumulacja lipidów w wątrobie i wątrobowa oporność na insulinę. Sugerowano, że obniżone stężenie ATP i Pi może być czynnikiem leżącym u podstaw akumulacji lipidów w wątrobie.

Badania na ludziach z użyciem wątrobowego 1H-MRS wykazały, że zawartość lipidów wewnątrzwątrobowych (IHL) jest związana z otyłością, zespołem metabolicznym i cukrzycą. Co więcej, okres 36 godzin postu dramatycznie zwiększył MPH. Te stany charakteryzują się podwyższonymi poziomami FFA w osoczu. Stawiamy hipotezę, że zwiększony bierny wychwyt FFA może prowadzić do niedopasowania między wychwytem a utlenianiem, gdy dostępność FFA jest wysoka.

Co ciekawe, wyniki w mięśniach szkieletowych pokazują, że podniesienie poziomu FFA przez infuzję lipidów powoduje zwiększenie zawartości lipidów po 4 godzinach. Podobnie wykazaliśmy, że zawartość lipidów w mięśniach szkieletowych jest zwiększona w nieaktywnym mięśniu ramienia po długotrwałym treningu rowerowym na czczo, gdzie FFA zazwyczaj wzrasta do 1450 mmol. Wyniki te sugerują, że wysokie poziomy FFA w krążeniu prowadzą do nieograniczonego wychwytu tych FA w mięśniach szkieletowych, niezależnie od potrzeb oksydacyjnych. Obecnie nie wiadomo, czy akumulacja MPH jest również wypadkową podwyższonego poziomu FFA w osoczu.

Należy zauważyć, że w badaniu cytowanym powyżej, podczas gdy zawartość lipidów w mięśniach szkieletowych wzrosła w nieaktywnym mięśniu ramienia, zmniejszyła się w aktywnym mięśniu obszernym bocznym, co odzwierciedla wykorzystanie wewnątrzmięśniowych zapasów lipidów jako substratu podczas przedłużonej aktywności mięśniowej. Obecnie nie wiadomo, czy intensywne stosowanie MPH podczas ćwiczeń prowadzi również do zmniejszenia MPH.