Supraalimentarea și inactivitatea duc la rezistență la insulină în doar câteva zile - iar stresul oxidativ este de vină.

Jef Akst
1 noiembrie 2015

Medicul Guenther Boden de la Școala de Medicină a Universității din Temple și colegii săi recrutaseră bărbații pentru a investiga cum mâncarea excesivă duce la rezistența la insulină, ceea ce în modelele de rozătoare se întâmplă rapid și dramatic, cu mult înainte ca animalele să câștige multă greutate. Cercetătorii au propus mai multe mecanisme posibile, inclusiv niveluri ridicate de acizi grași; inflamaţie; stresul reticulului endoplasmatic (ER); și stresul oxidativ. „Dacă te uiți la persoanele obeze și rezistente la insulină, vei găsi tot felul de.

dieta

În fiecare zi, cercetătorii au cântărit bărbații și le-au extras sângele; înainte și după excesul de o săptămână, au biopsiat țesutul adipos de pe coapsele participanților. Apoi, echipa de cercetare a analizat probele pentru semne de rezistență la insulină, precum și creșterea acizilor grași, inflamație, stres ER și stres oxidativ.

Dacă te uiți la persoanele obeze și rezistente la insulină, vei găsi tot felul de anomalii care ar putea explica rezistența la insulină. Ceea ce nimeni nu știe este cum începe totul. - Guenther Boden.,
Școala de Medicină a Universității Temple

Dieta bogată în calorii a funcționat conform planificării, participanții prezentând deja semne de rezistență la insulină până în a doua zi. Până la sfârșitul săptămânii, bărbații au prezentat o scădere cu 50% a absorbției de glucoză stimulată de insulină. (De asemenea, s-au îngrășat în medie 3,5 kg, cu toată grăsimea.) Apoi a devenit o întrebare a cauzelor problemei. Nivelurile de acizi grași nu au crescut; de fapt, au coborât ușor. Un studiu realizat pe cinci citokine proinflamatorii a exclus, de asemenea, inflamația ca cauză. Și nu au existat semne de stres ER crescut în țesutul adipos biopsiat. „Așadar sunt destul de sigur că niciunul dintre aceștia trei nu a avut nicio legătură cu această rezistență masivă la insulină”, spune Boden. „Ceea ce am constatat a fost că stresul oxidativ a crescut. Și nu numai că a crescut, dar a crescut exact în același ritm cu creșterea rezistenței la insulină. ”

Privind mai atent la țesutul adipos biopsiat, colegul lui Boden, Salim Merali, profesor de științe farmaceutice la Temple, a constatat că zeci de proteine ​​legate de producerea sau detoxifierea speciilor reactive de oxigen (ROS) au fost reglate în sus (Sci Tran Med, 7: 304re7, 2015). În plus, cercetătorii au văzut oxidarea și carbonilarea pe scară largă a numeroaselor proteine, sugerând că producția de ROS a crescut, dar că mașinile antioxidante ale celulelor nu au fost suficiente pentru a compensa. În mod evident, stresul oxidativ a avut un efect la participanții la studiu.

„Au făcut un studiu foarte frumos, foarte atent. Este foarte bine controlat ”, spune Ethan Anderson de la Școala de Medicină Brody a Universității din Carolina de Est. Acestea prezinta dovezi clare ale stresului oxidativ sistemic, in special in grasimi.

Dar a fost stresul oxidativ cauza principală a rezistenței la insulină pe care au experimentat-o ​​participanții? Cercetătorii au argumentat că un posibil mecanism prin care stresul oxidativ s-ar putea traduce prin rezistență la insulină este oxidarea transportorului de glucoză GLUT4, care se deplasează de la veziculele intracelulare la membrana celulară ca urmare a semnalizării insulinei. Grupul lui Merali a izolat GLUT4 din probele de țesut adipos și a examinat structura acestuia. Destul de sigur, echipa a văzut modificări posttranslaționale ale transportorului, inclusiv carbonilarea, care este cunoscută pentru a provoca reticularea proteinelor și pentru a afecta funcția proteinelor. „Au existat cel puțin patru pete în care a existat oxidarea și carbonilarea moleculelor și au fost în locuri în care credem că este buzunarul de glucoză al moleculei”, spune Boden. „Acesta ar fi un mecanism foarte logic prin care oxidarea poate provoca rezistență la insulină - pur și simplu faci ca transportorul de glucoză să fie disfuncțional.”

„Carbonilarea GLUT4 este marea poveste aici”, spune Anderson. „În cele din urmă, contează transportul glucozei. . . . Aceasta a fost o dovadă foarte frumoasă a conceptului la oameni că aceasta este cu siguranță o parte a modului în care o dietă [bogată] în calorii duce la rezistența la insulină. ”

Biologul celular Peter Strålfors de la Universitatea Linköping din Suedia se întreabă dacă dieta de 6.000 de calorii pe zi este un mod realist de a modela dezvoltarea rezistenței la insulină la persoanele supraponderale. Deoarece aceasta este o supraalimentare extremă într-un timp scurt, nu puteți spune cu adevărat ce înseamnă pentru dezvoltarea normală a obezității și a rezistenței la insulină, care afectează atât de mulți oameni din lume.

Mai mult, adaugă Strålfors, participanții la studiu au fost forțați să fie total inactivi. „Mi-aș fi dorit să-i văd continuându-și viața ca în mod normal”, pe lângă mâncarea excesivă, spune el.

„Nu există nicio îndoială că a existat un efect aditiv” al dietei bogate în calorii și a lipsei de mișcare, este de acord Anderson. El observă însă că o astfel de inactivitate extremă nu este atât de neobișnuită în S.U.A. „Suntem într-adevăr o societate inactivă”, spune el. "Există o mulțime îngrozitoare de oameni care nu se mișcă prea mult."

Boden și Merali speră să exploreze rolul exercițiului fizic în dezvoltarea rezistenței la insulină - și, în special, efectul acestuia asupra transportatorului de glucoză - în studiile viitoare. Nu este o relație simplă, observă Boden. În timp ce exercițiile fizice măresc cheltuielile calorice, pot duce și la producerea mai multor ROS. Deci, există „controverse cu privire la faptul dacă exercițiul ar putea înrăutăți”.

Corecție (2 noiembrie): versiunea originală a acestui articol a atribuit greșit citatul pull de mai sus. Atribuția pentru acest citat a fost corectată, iar The Scientist regretă eroarea.