Cukrovka typu 2 Ako funguje šport vo svaloch PZ - Pharmazeutische Zeitung
Holger Neye/Fyzická aktivita má všeobecné pozitívne účinky na kardiovaskulárnu zdatnosť a napríklad na metabolizmus lipidov. Okrem toho existuje priamy účinok na sval, ktorý je spojený s lepším účinkom inzulínu. V posledných niekoľkých rokoch bolo možné podrobnejšie opísať fyziologické procesy na bunkovej úrovni.
Diabetes mellitus typu 2 je charakterizovaný nedostatočnou sekréciou inzulínu a inzulínovou rezistenciou. Pre jej prevenciu a liečbu sa na prvom mieste odporúča chudnutie a väčšia fyzická aktivita. Usmernenie Nemeckej diabetologickej spoločnosti založené na dôkazoch pripisuje opatreniam nefarmakologickej terapie, ako sú školenie, výživa a pohyb, v každej fáze ochorenia mimoriadny význam.
"width =" 250 "height =" 256 "/>
V kostrových svaloch inzulín zvlášť zlepšuje absorpciu glukózy z krvi. Substrát sa ukladá vo svale ako glykogén, aby bol k dispozícii ako dodávateľ energie počas akútneho stresu. Príjem glukózy v bunkách je regulovaný glukózovým transportérom GLUT. Glukóza sa vstrebáva do kostrových svalov prostredníctvom izoformy GLUT4 závislej od inzulínu. Závislé od inzulínu znamená, že transportér glukózy je poskytovaný inzulínovým signálom v bunkovej membráne.
Preprava závislá od inzulínu
Účinok inzulínu na GLUT4 je sprostredkovaný membránovo viazaným inzulínovým receptorom. Po kondenzácii inzulínu sú ďalšie signálne molekuly, ako napríklad prvok inzulínovej odozvy a PI-3 kináza, fosforylované a aktivované prostredníctvom intracelulárnych tyrozínkináz receptora. Následným mechanizmom je translokácia GLUT4 z endoplazmatického retikula do plazmatickej membrány. To následne vedie k zvýšenej absorpcii glukózy z krvi.
Cvičenie zlepšuje glukózovú toleranciu a pôsobenie inzulínu pri inzulínovej rezistencii a cukrovke 2. typu. To sa dalo preukázať vyšetrením najskôr v pokusoch na zvieratách, neskôr na pokusných osobách. Je potrebné rozlišovať medzi dvoma fázami.
V akútnej fáze sa zlepšuje transport glukózy, aby bolo možné bunke rýchlo dodať energiu. Tu je transportér glukózy sprístupnený v bunkovej membráne a obchádza signál inzulínu. Presný mechanizmus tejto akútnej adaptácie nezávislej od inzulínu nie je doteraz známy. Vápnik a NO sú diskutované ako signálne molekuly.
Pri pravidelnom fyzickom cvičení vedú zmeny v expresii génov a proteínov v kostrových svaloch k zvýšeniu citlivosti na inzulín alebo k zníženiu inzulínovej rezistencie. Napríklad pre glukózový transportér GLUT4 možno zistiť zvýšenie expresie mediálnej RNA a proteínu. Ďalej bolo možné po pravidelnom tréningu merať vylepšenú aktivitu PI3 kinázy, aby sa receptorom inzulínu lepšie prenášal signál.
Spojenie medzi fyzickou aktivitou a zmenenou génovou expresiou vo svalovej bunke sa vytvára bunkovým a oxidačným stresom. Svalová aktivita (a úbytok hmotnosti) vedie k zvýšenému mitochondriálnemu metabolizmu a tvorbe reaktívnych foriem kyslíka (ROS). To spúšťa ďalšie signálne kaskády, ktoré vedú k zmenenej génovej expresii a nakoniec k zlepšeniu inzulínového účinku v bunke. V súčasnosti sa skúma niekoľko cieľových molekúl:
AMPK: AMP-aktivovaná proteínkináza je aktivovaná bunkovým stresom, ako je spotreba ATP. AMPK je popisovaný ako hlavný metabolický prepínač, ktorý riadi expresiu rôznych génov prostredníctvom priamej fosforylácie jadrových proteínov.
MAPK p38: signálna kaskáda proteínkinázy aktivovaná mitogénom je aktivovaná akútnou fyzickou aktivitou a vytrvalostnými športami a funguje v spojení s AMPK.
PGC-1: aktivátor PPAR-y-Co-1 sa môže aktivovať oxidačnými stresormi a akútnou fyzickou aktivitou. Receptor y (PPAR-y) aktivovaný proliferátorom peroxizómu aktivuje transkripciu génov, ktorých proteínové produkty sa podieľajú na oxidačnej fosforylácii. Genetické analýzy ukazujú, že expresia PGC-1-a a -β je znížená u diabetikov 2. typu.
Farmakologické prístupy
Priame spojenie reaktívnych foriem kyslíka (ROS) a zlepšený metabolizmus glukózy sa ukázal v štúdii Michaela Ristowa a kolegov z univerzity v Jene. U zdravých dobrovoľníkov bolo možné potvrdiť, že štvortýždňový tréningový program zvyšuje citlivosť na inzulín aj génovú expresiu PGC-1 alebo PPAR-y. Je zaujímavé, že tieto pozitívne účinky nebolo možné dokázať, ak testované osoby počas fázy tréningu užívali 1 gram vitamínu C a 400 medzinárodných jednotiek vitamínu E denne. Antioxidanty potlačili pozitívny vplyv cvičenia na citlivosť na inzulín.
"width =" 280 "height =" 174 "/>
Väčšina výskumu AICAR a ďalších látok je stále v štádiu pokusov na zvieratách.
Úlohu AMPK pri zlepšovaní metabolizmu glukózy cvičením možno preskúmať a potvrdiť pomocou látok, ktoré AMPK aktivujú priamo a selektívne. Pokusy na zvieratách týkajúce sa metformínu nedávno ukázali, že napríklad látka v hepatocytoch znižuje glukoneogenézu spôsobom závislým od AMPK a tiež stimuluje absorpciu glukózy spôsobom závislým od AMPK izolovanými svalmi.
Glitazóny tiež pôsobia na cieľové bunky ovplyvnením génovej expresie. Takzvané inzulínové senzibilizátory pôsobia ako agonisty PPAR-y a ovplyvňujú expresiu mnohých génov, čo môže vysvetľovať aj zvýšenú citlivosť na inzulín v kostrových svaloch. Ďalším vývojom budú takzvané glitazary, duálne agonisty PPAR-γ- a -α.
Ostatné látky sa používajú experimentálne. Adenozínový analóg 5-aminoimidazol-4-karboxamid-ribonukleozid AICAR je fosforylovaný na nukleotid v bunkách a podobne ako AMP aktivuje AMPK. AICAR bol schopný zvýšiť citlivosť na inzulín v izolovaných svaloch. Súčasné štúdie na myšiach ukazujú, že päťdňové podávanie AICAR môže napodobňovať tréningový účinok. U testovaných zvierat sa preukázalo zlepšenie výdrže o 44 percent v porovnaní s kontrolnými zvieratami.
Na vyvolanie takzvaných mimetík na cvičenie je ešte príliš skoro. AICAR je kvôli svojej zlej biologickej dostupnosti, krátkemu polčasu rozpadu a početným vedľajším účinkom nevhodný ako tableta, ktorá nahrádza cvičenie. Napriek tomu je látka už na dopingovom zozname WHO. Asi dve desiatky spoločností v súčasnosti pracuje na vývoji konkrétnej športovej pilulky, ktorá sa dá použiť na liečbu obezity a cukrovky. /
Literatúra od autora
Autor
DR. Holger Neye je hlavným farmaceutom v združení zákonných lekárov zdravotného poistenia v Severnom Porýní. Tento článok venuje profesorovi Dr. Eugen J. Verspohl k 65. narodeninám 22. mája.