Діабет 2 типу Як спорт працює в м’язах PZ - Pharmazeutische Zeitung
Холгер Ніє/Фізична активність має загальний позитивний вплив на серцево-судинну форму та, наприклад, ліпідний обмін. Крім того, відбувається прямий вплив на м’язи, що пов’язано з кращим ефектом інсуліну. За останні кілька років вдалося більш детально описати фізіологічні процеси на клітинному рівні.
Цукровий діабет 2 типу характеризується недостатньою секрецією інсуліну та резистентністю до інсуліну. Для його профілактики та лікування в першу чергу рекомендується зниження ваги та більше фізичних навантажень. На основі фактичних даних керівництво Німецького діабетичного товариства надає першорядне значення немедикаментозним терапевтичним заходам, таким як тренування, харчування та фізичні вправи на кожній фазі захворювання.
"width =" 250 "height =" 256 "/>
У скелетних м’язах інсулін особливо покращує всмоктування глюкози з крові. Субстрат зберігається в м’язі у вигляді глікогену, щоб бути доступним як постачальник енергії під час гострого стресу. Поглинання глюкози в клітинах регулюється транспортером глюкози GLUT. Глюкоза всмоктується в скелетні м’язи через інсулінозалежну ізоформу GLUT4. Інсулінозалежний означає, що транспортер глюкози забезпечується сигналом інсуліну в клітинній мембрані.
Інсулінозалежний транспорт
Ефект інсуліну на GLUT4 опосередковується через мембранно-зв’язаний рецептор інсуліну. Після зчеплення інсуліну подальші молекули сигналу, такі як елемент інсулінової відповіді та PI-3-кіназа, фосфорилюються та активуються через внутрішньоклітинні тирозинкінази рецептора. Механізмом, що стоїть нижче, є транслокація GLUT4 з ендоплазматичного ретикулума в плазматичну мембрану. Згодом це призводить до збільшення всмоктування глюкози з крові.
Вправи покращують толерантність до глюкози та дію інсуліну при інсулінорезистентності та діабеті 2 типу. Це можна було б показати шляхом досліджень спочатку в експериментах на тваринах, пізніше на випробуваних. Слід розрізняти дві фази.
У гострій фазі поліпшується транспорт глюкози, завдяки чому клітина може швидко отримувати енергію. Тут транспортер глюкози стає доступним у клітинній мембрані в обхід сигналу інсуліну. Точний механізм цієї гострої, не залежної від інсуліну адаптації поки що невідомий. Кальцій і NO обговорюються як сигнальні молекули.
При регулярних фізичних навантаженнях зміни експресії генів та білків у скелетних м’язах призводять до підвищення чутливості до інсуліну або зниження інсулінорезистентності. Наприклад, збільшення передавальної РНК та експресії білка можна виявити для транспортера глюкози GLUT4. Крім того, покращену активність PI3-кінази можна виміряти після регулярних тренувань, щоб інсуліновий сигнал краще передавався рецептором.
Зв'язок між фізичною активністю та зміненою експресією генів у м'язовій клітині створюється клітинним та окислювальним стресом. М’язова активність (і втрата ваги) призводить до посилення мітохондріального метаболізму та утворення активних форм кисню (АФК). Це викликає подальші каскади сигналів, які призводять до зміненої експресії генів і, зрештою, до поліпшеного ефекту інсуліну в клітині. В даний час досліджується кілька молекул-мішеней:
AMPK: АМФ-активована протеїнкіназа активується клітинним стресом, таким як споживання АТФ. AMPK описується як основний метаболічний перемикач, який контролює експресію різних генів за допомогою прямого фосфорилювання основних білків.
MAPK p38: сигнальний каскад протеїнкіназ, що активується мітогеном, активується гострими фізичними навантаженнями та видами спорту на витривалість і працює спільно з AMPK.
PGC-1: PPAR-γ-Ко-Активатор-1 може активуватися окисними стресорами та гострими фізичними навантаженнями. Рецептор, що активується проліфератором пероксисоми γ (PPAR-γ), активує транскрипцію генів, білкові продукти яких беруть участь у окисному фосфорилюванні. Генетичний аналіз показує, що експресія PGC-1-α та -β знижена у діабетиків 2 типу.
Фармакологічні підходи
Прямий зв’язок активних форм кисню (АФК) та поліпшення метаболізму глюкози було показано в дослідженні Майкла Рістоу та його колег з Єнського університету. У здорових добровольців можна підтвердити, що чотиритижнева навчальна програма підвищує як чутливість до інсуліну, так і експресію генів PGC-1 або PPAR-γ. Цікаво, що цих позитивних ефектів неможливо довести, якби випробовувані приймали 1 грам вітаміну С та 400 міжнародних одиниць вітаміну Е щодня під час тренувального етапу. Антиоксиданти пригнічували позитивний вплив фізичних вправ на чутливість до інсуліну.
"width =" 280 "height =" 174 "/>
Більшість досліджень AICAR та інших речовин все ще перебувають на стадії експерименту на тваринах.
Роль AMPK у поліпшенні метаболізму глюкози за допомогою фізичних вправ можна дослідити та підтвердити за допомогою речовин, що активують AMPK безпосередньо та вибірково. Щодо метформіну, експерименти на тваринах нещодавно показали, що речовина в гепатоцитах, наприклад, зменшує глюконеогенез AMPK-залежним способом, а також стимулює поглинання глюкози AMPK-залежним способом у ізольованих м’язах.
Глітазони також діють на клітини-мішені, впливаючи на експресію генів. Так звані сенсибілізатори інсуліну діють як агоністи PPAR-γ і впливають на експресію численних генів, що також може пояснити підвищену чутливість до інсуліну в скелетних м'язах. Подальшим розвитком стануть так звані глітазари, подвійні агоністи PPAR-γ- та -α.
Інші речовини використовують експериментально. Аналог аденозину 5-аміноімідазол-4-карбоксамід-рибонуклеозид AICAR фосфорилюється до нуклеотиду в клітинах і, подібно до AMP, активує AMPK. AICAR зміг підвищити чутливість до інсуліну в ізольованих м'язах. Сучасні дослідження на мишах показують, що п'ятиденне введення AICAR може імітувати тренувальний ефект. Покращення витривалості на 44 відсотки порівняно з контрольними тваринами було продемонстровано у піддослідних тварин.
Ще занадто рано називати так звані міметики вправ. Через низьку біодоступність, короткий період напіввиведення та численні побічні ефекти, AICAR непридатний як таблетка, яка замінює фізичні вправи. Тим не менше, ця речовина вже є в списку допінгу ВООЗ. В даний час близько двох десятків компаній працюють над розробкою конкретних спортивних таблеток, які можна використовувати для лікування ожиріння та діабету. /
Література від автора
Автор
Лікар. Холгер Ніє - головний фармацевт Північно-Рейнської асоціації статутних лікарів медичного страхування. Цю статтю він присвячує професору доктору Ойген Дж. Вершпол у своє 65-річчя 22 травня.