Metabolic syndrome and insulin resistance

Metabolic syndrome and insulin resistance are diseases that are associated with obesity, high blood pressure, risk of atherosclerosis, hypercholesterolemia and dyslipidemia. This tends to result in serious damage to the organs.

Insulin resistance

Insulin resistance is characterized by a reduced ability of tissues to respond to insulin (for example reduced production of insulin receptors).

Primary causes of insulin resistance

Polymorphism of gene IRS-1(important for insulin receptor function), genes for glycogen synthase or glucose transporters. It leads to hyperglycemia and thus to insulin resistance.

Secondary causes of insulin resistance

Stress (sympathoadrenal system) or infections caused by inflammation that lead to increased cortisol levels. This can also be caused by a hormonal disorder.

Cortisol increases blood glucose, to which the pancreas responds with increased insulin production.

Frequent increases in cortisol cause insulin resistance. Decreased glucose uptake leads to hyperglycemia. This condition tries to compensate the β-cells of the islets of Langerhans by producing insulin. In the short term, this compensation has a positive effect. Later, the expression of insulin receptors decreases, resulting in insulin resistance. Muscle and adipose tissue lack glucose uptake. Fat mobilization and lipolysis (increased plasma fatty acid concentrations) occur. Fatty acids affect sugar metabolism by reducing glucose uptake in muscle tissue. The glucose deficiency in cells increases glucagon production and induces gluconeogenesis in the liver. This increase in blood glucose conditions the production of additional insulin. Gluconeogenesis is also supported by the degradation of AMK.

Insulin resistance is the basic pathological unit of the metabolic syndrome.

Metabolic syndrome (Reaven syndrome)

A combination of some diseases and risk factors that lead to a number of health complications. They increase the risk of atherosclerosis and its associated complications (ischemic heart disease, ischemic lower limb disease, stroke).

Definitions vary depending on the society for which they are defined. However, all definitions today contain the following criteria.

Dyslipidemia

Increased TAG (≥ 1.7 mmol/l), decreased HDL (males <0.9 mmol/l, females <1.1 mmol/l), increased LDL, increased total cholesterol, increased apolipoprotein and blood.

Abdominal obesity (especially visceral)

Kritický faktor pro rozvoj poruch metabolismu glukózy, hypertenze, aterosklerózy (vaskulární komplikace), ale i dalších onemocnění (nádory, neurodegenerativní onemocnění).

Tuková tkáň je vysoce metabolicky aktivní, slouží k tvorbě růstových faktorů (vhodné pro nádorová onemocnění). Také se v ní mohou karcinogeny deponovat. Zároveň je vysoce endokrinně aktivní, tudíž stimuluje zánětlivou reakci (chronický subklinický mikrozánět).

Asi 80 % pacientů s diabetem jsou zároveň obézní.

Porucha metabolismu glukózy

Dlouhodobá hyperglykémie (IFG ≥ 5,6 mmol/l), porucha glukózové tolerance, hyperinzulinémie, diabetes mellitus 2. typu.

Arteriální hypertenze

Hodnoty tlaku ≥ 130/80 mmHg.

center|500px

Důsledky

Hyperglykémie a inzulinémie

Snížený příjem glukózy svalovou tkání vede k nedostatku energie a únavě. Jak již bylo zmíněno dochází k hyperglykémii způsobené nedostatečnou utilizací glukózy. Nedostatek glukózy v buňkách podmíní glukoneogenezi v játrech. Zvýšení glykémie má za následek zvýšení množství inzulinu v krvi (inzulinémie).

Zvýšená hladina inzulinu zvyšuje riziko rozvoje nádorových onemocnění.

Dyslipidémie

Dochází k dyslipidémii, která je způsobena zvýšenou hydrolýzou TAG. Tím dochází ke zvýšení množství mastných kyselin v krvi. Dochází k akumulaci tuku viscerálně (kolem orgánů). To vede ke zvýšení produkce zánětlivých cytokinů (chronický subklinický mikrozánět). Tato zánětlivá reakce vede k poškození cévní stěny (endotelu).

Zároveň se zvyšuje cholesterol.

Kardiovaskulární onemocnění

Nerovnováha tvorby endoteliální syntázy NO (eNOS) způsobí poruchy ve vazodilataci. Dále způsobuje dysregulaci RAAS (zvýšená produkce angiotenzinu II), což způsobí poruchy ve vazokonstrikci. Nadměrné množství angiotenzinu II vede k proliferaci buněk hladké svaloviny cév a myokardu, což vede ke kardiovaskulárnímu onemocnění.

Dochází ke zvýšené expresi inhibitoru plazminogenu, Tyto poruchy vedou k poruše endotelu a zvýšené koagulaci. Následkem je ischémie příslušného orgánu.

Prevence

Preventivním opatřením vůči metabolickému syndromu je především kontrola hmotnosti a množství abdominálního tuku (u mužů by obvod pasu neměl přesahovat 94 cm a u žen 85 cm). V případě obezity je vhodná redukce hmotnosti, která zahrnuje fyzickou aktivitu a úpravu stravy.

Dále je důležitá rodinná anamnéza (diabetu, esenciální hypertenze) a také hraniční nebo vyšší hodnoty TAG, zvýšená inzulinémie a hyperglykémie.

V neposlední řadě je významné sledování psychického stavu pacienta a pozorování možných psychologických důsledků, úzce souvisejících s fyziologickými, ale i psychosociálními změnami.

Terapie

Léčba inzulinové rezistence

PPARγ (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma)

Jaderný receptor, který slouží jako transkripční mediátor pro adipogenezi, lipidový metabolismus, inzulinovou citlivost a glukózovou homeostázu. Jeho účinkem dochází ke zvýšení citlivosti k inzulinu (snížení glykémie). Dále snižuje hladinu volných mastných kyselin a TAG. To vede ke snížení krevního tlaku, mikrozánětu a aterogeneze.

Dále dochází k apoptóze hladkých svalových buněk cév a snížené akumulaci oxidovaných LDL v makrofázích.

Biguanidy

Perorální antidiabetika. Zvyšují senzitivitu tkání (jater, svalů) k inzulinu, čímž snižují glykémii. Navozují glykolýzu, tlumí glukoneogenezi a snižují resorpci glukózy z potravy.

Inhibitory DPP-4 (dipeptidylpeptidáza 4)

Štěpí proteiny, které podporují inzulinovou rezistenci.

Iron

Inhibice RAAS

ACE inhibitory

Zabraňují konverzi angiotenzinu I na angiotenzin II (tlumí vazokonstrikci).

AT1-receptor blokátory

Blokují receptor pro angiotenzin II (obdobný účinek jako ACE inhibitory).

Obě tyto látky snižují krevní tlak a mají antiproliferační efekt na buňky hladkých svalů cév, fibroblasty a kardiomyocyty.

Statiny

HMG-CoA reduktáza inhibitory vedou ke snížení hypercholesterolemie, zlepšení dyslipidémie. Má antiproliferativní účinek na fibroblasty, buňky hladké svaloviny cév a kardiomyocyty.

Iron