Dualność lipidów: paradoks sportowca (LIDDIA)

Cukrzyca typu 2 (T2D) charakteryzuje się narastającą niewrażliwością komórek mięśniowych, tłuszczowych i wątrobowych na hormon insulinę. Około 9% światowej populacji cierpi na to schorzenie, a ryzyko zgonu jest dwukrotnie wyższe u osób z cukrzycą w porównaniu z osobami w podobnym wieku bez cukrzycy.

Mięśnie mają szczególne znaczenie dla homeostazy glukozy, gdyż u osób zdrowych odpowiadają za 80-90% poposiłkowego wydalania glukozy stymulowanej insuliną. Po komórkowym wychwycie glukozy przez wyspecjalizowany transporter glukozy 4 (GLUT4), glukoza jest fosforylowana i przechowywana jako glikogen. U osób z otyłością lub T2D zdolność insuliny do ułatwiania wychwytu glukozy i syntezy glikogenu jest upośledzona. Ta zmniejszona odpowiedź danego stężenia insuliny na wywołanie efektu biologicznego nazywana jest opornością na insulinę. Późniejsze zmniejszenie wydzielania insuliny z powodu niewydolności komórek β skutkuje hiperglikemią na czczo i jawną cukrzycą. Co ważne, insulinooporność mięśni jest początkową wadą występującą w rozwoju T2D i wyprzedza kliniczny rozwój choroby nawet o 20 lat. Defekty wewnątrzkomórkowego transportu glukozy zostały zidentyfikowane jako etap ograniczający wychwyt glukozy za pośrednictwem insuliny w mięśniach szkieletowych. Upośledzona aktywność transportu glukozy w mięśniach jest prawdopodobnie konsekwencją ektopowej akumulacji lipidów, a następnie rozregulowania wewnątrzkomórkowego metabolizmu kwasów tłuszczowych. Rzeczywiście, wyniki z normalnej masy ciała dorosłych osób bez cukrzycy sugerują, że zawartość trójglicerydów w komórkach mięśniowych jest silnym predyktorem insulinooporności mięśni. Warto zauważyć, że rozwój oporności na insulinę nastąpił bez zmian w zawartości triglicerydów wewnątrzkomórkowych, oddzielając w ten sposób ilość tych neutralnych lipidów magazynujących od insulinooporności. Zamiast tego, bioaktywne gatunki lipidów, diacyloglicerole (DAG) i ceramidy, są zaangażowane w zakłócanie sygnalizacji insuliny i homeostazy glukozy u osób otyłych i opornych na insulinę oraz osób z T2D poprzez aktywację członków rodziny kinaz białkowych C (PKC), podczas gdy ceramidy pośredniczą we wzroście w fosfatazie białkowej 2A (PP2A) oraz połączenie PKCζ i kinazy białkowej B (PKB)/Akt2. Aby dodać kolejną warstwę złożoności, wydaje się, że DAG wywierają szkodliwe działanie wewnątrzkomórkowe w podgatunkach (głównie DAG C18: 0, C18: 1 lub C18: 2) i stereoselektywnie (stereoizomer sn-1,2 DAG). Podsumowując, nadmierne ilości bioaktywnych lipidów wewnątrzkomórkowych (IMCL) przyczyniają się do wadliwej sygnalizacji insuliny u osób otyłych i pacjentów z T2D. Co zaskakujące, sportowcy wytrzymałościowi mają porównywalne ilości IMCL, ale pozostają bardzo wrażliwi na insulinę. Ta metaboliczna zagadka została nazwana „paradoksem sportowca”.

Dlatego niniejsze badanie ma na celu rozwiązanie tej zagadki za pomocą najnowocześniejszej metodologii opartej na spektrometrii masowej poprzez analizę podgatunków lipidów u sportowców trenujących wytrzymałość, niewytrenowanych zdrowych osób i osób z insulinoopornością.