Нарушения на метаболизма на мастните киселини в мускулите и мастните тъкани при пациенти със затлъстяване -
Тази конференция ще говори за окисляването на мазнините в скелетните мускули, как този процес се променя при затлъстяване и какъв тип интервенции могат да бъдат извършени за подобряването му.
Феноменът на метаболитна гъвкавост
Поглъщането на глюкоза от скелетната мускулатура е изследвано с PET технология (позитронна емисионна томография), която показва, че има метаболитна гъвкавост при използването на глюкоза, с минимални темпове на усвояване и натрупване на гликоген по време на гладно и голямо увеличение на тези нива в отговор на инсулин. На гладно скелетната мускулатура има много високо усвояване на мастни киселини: фракцията, която се извлича при едно преминаване през скелетния мускул, е около 40%, което е много високо в сравнение с 1% екстракция на глюкоза при същите условия; Тази зависимост от мазнини в скелетната мускулатура позволява на тялото да пести глюкоза в полза на мозъка и да избягва хипогликемия по време на гладуване и упражнения.
Голямата мускулна зависимост от окисляването на мазнините като източник на енергия при нормално гладуване се отразява в стойностите на дихателния коефициент (CR), който е резултат от връзката между производството на въглероден диоксид и консумацията на кислород и показва което Това е горивото, което тялото използва в даден момент. Стойността му е ниска при нормално гладуване, което показва, че изгаряте предимно мазнини; От друга страна, при лица със захарен диабет тип 2, въпреки факта, че повечето от тях са с наднормено тегло и имат високи нива на циркулиращи мастни киселини, коефициентът е висок, поради дефект в окисляването на мазнините.
Фигура 1 илюстрира какво се случва при нормални физиологични условия при слаби индивиди с измерена CR в крака (LegRQ) с техниката на RQ (скоба), това ще рече, промени в CR по време на скоба. CR е много нисък на гладно, което представлява зависимост от окисляването на мазнините, но тъй като инсулинът се влива, стимулира се усвояването на глюкоза, потиска се окисляването на мазнините и мускулите започват да зависят почти изключително от окисляването. Глюкоза, така че CR се измества от начална стойност от 0,8 до приблизителна стойност от 1,0.
При диабет тип 2 се наблюдават две аномалии: първо, по време на гладуване няма зависимост от окисляването на мазнините, феномен, който е очарователен, именно защото има голямо количество мазнини за изгаряне, което предполага, че трябва да има някои дефект в тъканите, или за получаване на мазнини от плазмата, което всъщност не е така, или за постигане на вътреклетъчно разпределение на мазнините за окисляване. На второ място, този дефект в усвояването на мазнините продължава да съществува в лицето на инсулиновата стимулация. Фигура 2 илюстрира загубата на адаптация, хомеостазата и отзивчивостта към условията на гладно и инсулинова стимулация, наблюдавани при диабет.
При затлъстелите има метаболитна гъвкавост, която е илюстрирана на фигура 3, където е показано, че нормалният мускул има голям капацитет да премине от своя модел на окисляване на горивото, в зависимост от това дали субектът току-що е ял или е гладувал, докато в затлъстяване този хомеостатичен капацитет се губи. Интернистът винаги мисли за хроничните заболявания като образувания, при които настъпва загуба на физиологични резерви: както застойна сърдечна недостатъчност, така и емфизем или хронична бъбречна недостатъчност се характеризират с критична загуба на хомеостатичен капацитет; В този контекст трябва да се мисли и за инсулиновата резистентност, която се появява при затлъстяване, като загуба на физиологичен резерв, по отношение на способността да превключвате между различните горива.
Фигура 4 показва резултатите от хистологични изследвания, извършени чрез оцветяване с маслено червено O (ORO), което оцветява мазнината и позволява тя да се разглежда като червени капки вътре в мускулните влакна, което може да се наблюдава и с компютърна томография, под формата неинвазивна или с магнитно-резонансна спектроскопия, сред много други техники, които могат да бъдат използвани. Всички те показват, че съдържанието на мазнини в мускулите е повишено при инсулинова резистентност, затлъстяване и диабет. Вижда се, че съдържанието на мазнини в мускулните влакна е няколко пъти по-високо при затлъстяване и диабет тип II; белите ленти показват, че умерената загуба на тегло, между 10 и 15%, е свързана с намаляване на мускулната мастна тъкан.
Изчислителният анализ на изображенията позволява да се определи количествено съдържанието на мазнини; от влакна тип I се очаква да имат повече мазнини от влакна тип II и точно това се наблюдава, но във всеки тип влакна индивидите, които са с наднормено тегло и имат диабет тип II, имат повече мазнини във влакна тип I, тип II и тип IIb . По отношение на митохондриалната активност, по дефиниция се очаква влакна от тип I да имат висока степен на активност в сравнение с тип II и точно това се наблюдава, но хората със затлъстяване и диабет тип II са намалили митохондриалната активност във всеки тип от фибри (Фигура 6).
Това доведе до по-подробен анализ на митохондриалната активност, за да се види дали има разлика между затлъстяването и диабета тип 2. Фигура 7 показва електронен микроскоп на митохондрия между миофибрилите на скелетната мускулатура, заедно с малка капка мазнина, което е важно гориво; Тази морфология е съвсем различна при диабетните мускулни влакна тип 2, вдясно, при които митохондриите са по-малки и мазнините са по-обилни.
Доказано е, че по-малкият размер на митохондриите корелира с тежестта на инсулиновата резистентност. Графиката на фигура 8 показва способността на инсулина да стимулира метаболизма на мазнините в тялото; Както се вижда, хората с висока инсулинова чувствителност са склонни да имат по-големи митохондрии от тези с инсулинова резистентност.
По същия начин, когато се определя активността на NADH-оксидазата в изолирани митохондрии от скелетната мускулатура, се наблюдава, че по-малкият размер на митохондриите е свързан с по-ниска активност на този ензим. Известно е, че това е отражение на активността на електронната транспортна верига, която намалява значително при затлъстяване, дори повече, ако се добави диабет тип 2 (вж. Фигура 9). Тази степен на намаляване не е това, което обикновено се наблюдава при наследствени заболявания на митохондриите, при които дефектите са много по-изразени, тоест това не са големи автозомно-рецесивни или доминиращи наследствени дефекти, характерни за митохондриалната болест; но тези дисфункции от 20% до 30% излагат мускула на натрупването на мазнини с течение на времето.