Inzulin a inzulinová rezistence

Inzulin je životně důležitý hormon, který se vytváří v beta-buňkách Langerhansových ostrůvků. Langerhansovy ostrůvky jsou endokrinní žlázy velikosti asi 2-3 desetiny mm, které se nacházejí ve tkáni slinivky břišní v počtu asi 1 milion. Jejich celková hmotnost je přibližně 1–2 g. Inzulin není jediný hormon, který se zde tvoří, je však nejdůležitější.

Inzulin má mnoho účinků. Obecně napomáhá růstu a obnově těla. Přispívá k tomu, aby se energie získaná z potravy spíše v těle ukládala v podobě zásobních látek a aby se látky získané potravou využily pro stavbu buněk a tkání, zejména jako stavební bílkoviny.

Inzulin působí na látkovou přeměnu cukrů, tuků i bílkovin. Nejdůležitějšími tkáněmi, kde inzulin působí, jsou tělesné svaly, jaterní tkáň a tuková tkáň. Nejznámějším účinkem inzulinu je však působení na hladinu krevního cukru. Pomocí inzulinu se molekuly krevního cukru dostávají do svalových, tukových a jaterních buněk a zde jsou dále metabolizovány. Bez pomoci inzulinu se krevní cukr do těchto buněk dostává jen velmi obtížně. To je také důvod, proč se glukóza v krvi hromadí, když inzulin chybí nebo když špatně účinkuje.

Pokud je inzulinu dostatek, glukóza se z krve plynule přesouvá do svalů, do tukových buněk a do jater. Zde se může přeměňovat na jiné látky, např. na podkožní tuk nebo na sacharidové zásoby v podobě glykogenu ukládané v játrech a ve svalech. Tyto zásoby pak mohou být kdykoliv využity, je-li to potřeba. V těle existuje více hormonů, které pomáhají glykémii zvyšovat, když je to potřeba (hlavně glukagon a adrenalin, ale také další hormony). Naproti tomu inzulin je ve svém působení na snižování hladiny krevního cukru nezastupitelný.

Co se s glukózou v těle děje, když inzulin chybí nebo špatně působí?

Bez působení inzulinu se hladina krevního cukru zvyšuje třemi mechanismy:

1) Snědené sacharidy se v podobě glukózy dostávají do krve, ale nejsou odtud dostatečně  odsouvány do tkání.

2) Pokud inzulin chybí, zásobní látky se ve tkáních uvolňují a v podobě glukózy se dostávají do krve, a tím zvyšují glykémii. Chybění inzulinu nebo jeho špatné působení se v těle proto projeví jak po jídle, tak i nalačno, kdy nic nejíme.

3) Vázne zpracování glukózy uvnitř buněk. Buňky jsou glukózou přesycené a nejsou schopny  ji dostatečně přijímat a měnit na jiné látky či energii.

Řekli jsme si ale, že inzulin má ještě mnoho dalších účinků. Působí např. na metabolismus tuků. Po jídle pomáhá, aby se vstřebané tukové látky z krve rychle uklidily, a to opět převážně do zásobní tukové tkáně a do jater. Když však inzulin chybí, tukové kapičky v krvi „nevědí kudy kam“, a tak se ukládají i tam, kam nemají, např. do cévní stěny nebo do jiných orgánů, které poškozují. Ztučnět tak může i samotná slinivka břišní, kde se inzulin tvoří. To ji pak dále poškozuje.

Jak inzulin působí?

Už jsme si řekli, že inzulin především působí na buňky v játrech, ve svalech a v tukové tkáni. Aby zde mohl  působit, musí se nejprve navázat na stěnu jednotlivých buněk a předat svůj stimulační signál. Inzulin se na povrchu buněk váže na tzv. inzulinové receptory. Ty se aktivují a přenášejí informaci dále do nitra buňky. Zde se pak děje mnoho různých věcí. Inzulin má mnoho účinků na metabolismus cukrů, bílkovin a tuků a každý je zprostředkován a regulován jiným způsobem. Jenom pro příklad:

Aby se glukóza rychle dostávala do svalových a tukových buněk, musejí se nejprve v buňce „sešikovat“ transportní mechanismy, které v buněčné stěně otevřou ,,brány", kudy se glukóza dostává dovnitř. Když je naopak glukózy v krvi málo, tyto brány se zavřou a glukóza se pak pumpuje jinou cestou do krve, aby nenastala hypoglykémie. Klíčníkem pro tyto brány je ve svalu a v tuku inzulin. Není to ale jednoduchá věc. Např. do mozku se glukóza dostává i bez působení inzulinu. Je to tím, že v mozku mají buňky pro glukózu jiné ,,brány", a ty inzulin nepotřebují. Tím se mozek chrání, aby měl vždy co jíst.

Tím, že se inzulin naváže na inzulinové receptory, jeho poslání zdaleka nekončí. Aktivace inzulinového receptoru totiž na vnitřní straně buněčné stěny spouští nepřebernou řadu reakcí. Jmenujme jenom některé: otvírání „bran“ pro vstup glukózy do buněk, přeměna glukózy v buňkách na zásobní látky, přeměna tukových součástí potravy v buňkách na zásobní kapičky tuku, stimulace růstu buňky a stimulace její činnosti atd., atd.

Účinků inzulinu je tedy mnoho. Každý může probíhat s různou intenzitou. To, jak moc bude inzulin působit, závisí na tom, kolik se ho naváže na inzulinové receptory, ale také na tom, jak dobře jsou buňky schopné na inzulinový signál reagovat. Pro zjednodušení si můžeme říci, že inzulinových receptorů mají buňky ve většině případů dostatek. Poruchy na úrovni receptorů sice existují, ale jsou mnohem vzácnější než poruchy uvnitř buňky, která potom na inzulinový signál málo reaguje.

Čemu říkáme inzulinová rezistence?

Účinnost inzulinu se měří obtížně. Už jsme si řekli, že inzulin vyvolává velké množství různých reakcí. Mezi nimi se nejčastěji mluví o působení na metabolismus krevního cukru. Mluvme tedy pro zjednodušení jen o krevním cukru. Když tedy řekneme, že inzulin působí na metabolismus glukózy dobře, představujeme si např., že poměrně malé množství inzulinu bude působit velký pokles hladiny krevního cukru. Jak se to ale dá měřit?

Když třeba někdo podstupuje glukózový toleranční test, musí vypít 75 g glukózy v čaji. V předepsaných intervalech se pak měří hladina krevního cukru. Co všechno ale může výsledek testu ovlivnit? Požitá glukóza se musí nejprve ze zažívacího ústrojí vstřebat do krve. Záleží tedy určitě na rychlosti, jak se bude glukóza dostávat do krve. V další fázi se zvýšená hladina krevního cukru dostane k buňkám slinivky břišní, které rozpoznají vzestup a začnou uvolňovat svůj zásobní inzulin. Čím rychleji glykémie stoupne, tím bude stimulace výraznější, pokud tedy beta-buňky v pankreatu budou schopné inzulin uvolňovat. V určité chvíli bude už veškerý vypitý cukr vstřebaný a glykémie by nyní měla pouze klesat podle toho, jak se bude působením inzulinu dostávat do jater a svalů a měnit se na glykogen, nebo jak se bude v tukové tkání metabolizovat na tuk.

Výsledek tedy bude záležet na dvou hlavních faktorech:

1. Jak budou beta-buňky pankreatu schopné uvolňovat inzulin, případně v pozdější fázi, jak budou schopné vytvářet a uvolňovat inzulin „nový“.
2. Jak budou tkáně schopné s pomocí inzulinu nadbytek glukózy z krve „uklidit“ do tkání neboli, jak budou tkáně citlivé na působení inzulinu.

Je asi jasné, že s pomocí takovéhoto testu nemůžeme spolehlivě poznat, zda je nebo není přítomna necitlivost (rezistence) vůči působení inzulinu. Nebude totiž jasné, zda jsou tkáně málo citlivé, zda beta-buňky produkují málo inzulinu, nebo zda se uplatňují oba faktory.

Existují přesnější testy na zjišťování citlivosti vůči inzulinu (tedy pokud jde o metabolismus glukózy)? Ano, ale jsou poměrně složité.

Můžeme totiž člověku podávat veliké množství inzulinu do žíly. Tak veliké množství, že to zdaleka „přebije“ vlastní schopnost produkovat inzulin. Inzulinu bude tolik, že už na jeho dávce nebude záležet a jeho účinek bude „maximálně možný“ pro určitého člověka. Současně ale, aby nedošlo k hypoglykémii, budeme člověku do jiné žíly dávat přesně tolik glukózy, kolik bude potřeba, aby glykémie neklesala ani nestoupala. Aby byla např. pokud možno trvale 5 mmol/l. Z tohoto uspořádání tedy plyne, že čím více bude člověk potřebovat glukózy do žíly, tím větší bude mít maximální schopnost reagovat na inzulin. Neboli tím větší bude mít citlivost k inzulinu. Do někoho bude glukóza mizet „jako do studny“, třeba u mladých zdravých sportovců. A někomu, navzdory velikým dávkám inzulinu, bude stačit glukózy jen velmi málo. Tak tomu je u většiny pacientů s diabetem 2. typu a právě tomuto stavu říkáme inzulinová rezistence.

Výše popsané vyšetření trvá několik hodin a není úplně bezpečné. Po skončení testu je nutné člověka ještě několik hodin sledovat, aby náhodou po tak vysokých dávkách inzulinu nedostal opožděnou hypoglykémii. Je to test složitý a provádí se jen z výzkumných důvodů. Říká se mu glykemický clamp (čti klemp – anglicky „zámek“). Snažíme se totiž glykémii „zamknout“ na určité hodnotě. Výsledek vyjadřujeme jako množství glukózy, které je třeba v ustáleném stavu během testu podat za jednotku času, aby vyšetřovaná osoba měla požadovanou hodnotu glykémie (v našem případě 5 mmol/l). 

Možná ještě zajímavější však je, že existují osoby, které diabetes nemají a přitom vykazují při tomto testu jen malou spotřebu glukózy, a jsou tedy rovněž rezistentní. Čím to asi je? Je to tím, že tyto osoby mají vynikající sekreci inzulinu. Ta je schopna malou účinnost inzulinu překonat, a tak zůstává glykémie za normálních okolností v normálním rozmezí. Mají malou citlivost k inzulinu, ale nemají diabetes a často ani poruchu glukózové tolerance. Inzulinová rezistence mírného stupně tedy nemusí ještě znamenat žádnou nemoc, ale jenom fyziologickou variantu.

Nedá se citlivost vůči inzulinu alespoň „odhadnout“ nějakým jednodušším způsobem? Ale ano, dá. Když inzulin málo funguje, tak se tělo snaží jej produkovat co nejvíce, aby glykémie nestoupala. Proto takoví lidé mají v krvi vysoké hladiny vlastního inzulinu, nebo tzv. C-peptidu. C-peptid je součást molekuly proinzulinu. C-peptid se do krve uvolňuje současně s inzulinem. Když má někdo měřitelný C-peptid, znamená to, že je schopen tvořit inzulin. C-peptid totiž není součástí inzulinových přípravků, a tak diabetici bez vlastní sekrece inzulinu, kteří dostávají inzulin injekčně, mají C-peptid neměřitelný nebo jen velmi nízký. Když má někdo C-peptid vysoký, znamená to, že jeho tělo produkuje hodně inzulinu. A proč to dělá? Protože inzulin málo funguje a je ho potřeba hodně. Tak tomu bývá třeba u obézních lidí, u osob, které se málo pohybují nebo u diabetiků 2. typu, kteří mají ještě dobře zachovanou vlastní sekreci inzulinu. Podle toho tedy usuzujeme, že má člověk citlivost vůči inzulinu sníženou.

Kromě náročných vyšetření pomocí glykemického clampu nedokážeme stupeň inzulinové rezistence přesně vyjádřit. Podle toho, že některý pacient potřebuje vysoké dávky inzulinu, nebo podle toho, že má nadměrně vysoké hladiny C-peptidu, usuzujeme, že má inzulinovou rezistenci Odhaduje se, že zdraví lidé denně potřebují asi 30–40 jednotek inzulinu, a podobně je tomu např. u štíhlých dobře léčených diabetiků 1. typu (30–50 jednotek). Někdo ale potřebuje inzulinu třeba i 80 jednotek denně, někdo dokonce 100 a více. Potom si říkáme: ten musí mít inzulinovou rezistenci.

Je inzulinová rezistence nemoc?

Na to není jednoduchá odpověď. Už jsme si vysvětlili, že stupeň inzulinové rezistence se dá těžko měřit a také že některé zdravé osoby mají citlivost vůči inzulinu nižší. Dokonce se uvádí, že až 30 % zdravých osob má citlivost sníženou. Vědci přesně nevědí, jak se takové vlohy u lidí vyvinuly, a soudí, že to někdy mohlo být i výhodné, zvláště v dobách, kdy lidé ještě neměli rozvinuté zemědělství a byli odkázáni na to, co si za den uloví nebo nasbírají v lese. To ještě panoval hlad, lidé byli štíhlí a pohybliví, a když konečně ulovili mamuta, bylo pro ně výhodné, když byli schopni spořádat co největší množství jídla a hezky si ho uložit do tukových zásob, protože takové štěstí je už pak nemuselo potkat celý rok. Ale dneska se to nehodí už k ničemu. Nelovíme mamuty, pro jídlo si dojdeme do supermarketu a nebojujeme s medvědy, ale se svou vůlí, abychom tam nenakoupili velké množství příliš kalorických dobrot, které jsou ještě ke všemu levnější než ovoce, zelenina a libové maso.

Inzulinová rezistence může také vznikat jenom přechodně, např. při horečnatém onemocnění, při úrazu nebo při velikém stresu. Diabetici to jistě znají, když jim náhle v průběhu nemoci nestačí dosavadní léčba.

Syndrom inzulinové rezistence neboli tzv. metabolický syndrom

Pod tímto označením se skrývá dost častá kombinovaná porucha, která rovněž sama o sobě ještě není nemocí. Jedná se o nepříznivé nastavení látkové přeměny, které vyplývá z nedostatečné odpovědi na působení inzulinu (inzulinové rezistence), a to nejen v oblasti metabolismu glukózy. Syndrom inzulinové rezistence zvyšuje riziko vzniku těchto onemocnění:

• Diabetu 2. typu
• Srdečních onemocnění
• Ztučnění (steatózy) jater
• Některých druhů nádorových onemocnění

Stanovení diagnózy tohoto syndromu se opírá o následujících 5 kritérií,
z nichž musejí být přítomna alespoň 3:

• Zvýšená glykémie (nalačno nad 5,6 mmol/l)
• Zvýšený krevní tlak (nad 130/85 mmHg)
• Zvýšená hladina krevních triglyceridů (složka krevních tuků)
• Snížená hladina tzv. HDL-cholesterolu (tato složka má na rozdíl od tzv. LDL-cholesterolu určitý ochranný vliv)
• Obvod kolem pasu nad 102 cm u mužů, resp. nad 88 cm u žen.

Jak si sami asi domyslíte, „spadat pod tuto diagnózu“ může poměrně hodně lidí a diabetes se z této poruchy může vyvinout poměrně snadno, pakliže …. Pakliže máte smůlu. No, to je míněno částečně žertem, protože člověk nemůže za to, s jakými metabolickými vlohami se narodí. Důležité je ale vědět, že proti vzniku metabolického syndromu a jeho komplikací lze bojovat.

Syndrom inzulinové rezistence podle uvedených kritérií má v naší populaci asi 25 % dospělých obyvatel. A jejich počet se navzdory prevenci spíše zvyšuje.

Jak čelit syndromu inzulinové rezistence?

Řekne se to snadno, ale provede hůře. Většina lidí to asi bude vědět:

pohybem prevencí obezity pestrou zdravou stravou s dostatkem zeleniny, vlákniny a bez zbytečných živočišných tuků, s omezením volného cukru a kuchyňské soli včasnou léčbou zvýšeného krevního tlaku a ještě něco, prosím: nekouřit

Složení a množství stravy je určitě velmi důležité. Jako vzor vhodného stravování se nejčastěji uvádí tzv. středomořská dieta, která je především velmi pestrá, obsahuje hodně nejrůznější zeleniny, obilniny (zvláště celozrnné), ryby, mléčné výrobky s nižším obsahem tuku, nepřepalované rostlinné tuky (zejména nerafinovaný olivový olej). Připisuje se význam tzv. omega-3 mastným kyselinám, které jsou přítomny zvláště v mase mořských ryb (ale existují i v podobě potravinových doplňků), připouští se i malé množství červeného vína (mnohem raději než piva či tvrdého alkoholu).

Není-li přítomna porucha glukózové tolerance, nemusí se výrazně redukovat příjem složených sacharidů, ale rozhodně by se měl omezovat příjem volného cukru nebo jeho kalorických náhražek.

Syndrom inzulinové rezistence a diabetes 2. typu

Většina případů diabetu 2. typu je provázena, ne-li přímo vyvolána, syndromem inzulinové rezistence. Diabetes vzniká v okamžiku, kdy beta-buňky pankreatu již nestíhají čelit zvýšeným nárokům, které jim klade do cesty malá citlivost vůči inzulinu. Sekrece inzulinu zpočátku stoupá a vysoké jsou také hodnoty C-peptidu.  Obojí ale může časem klesat, jak se beta-buňky vyčerpávají, a nakonec může být potřebný injekční inzulin. Ještě ke všemu celkové ztučnění postihuje i slinivku břišní, což beta-buňky dále poškozuje.

Jakmile syndrom inzulinové rezistence přeroste ve zjevný diabetes, kombinují se hned dva syndromy dohromady: kromě již zmíněných vloh pro cévní, kardiovaskulární a jaterní onemocnění se přidávají typické mikroangiopatické komplikace. Ty, jak známo, postihují nejvíce ledviny, oči a nervy, ale ve skutečnosti do určité míry všechny tkáně v lidském těle.