Диабет – ведущая причина слепоты, нетравматических ампутаций нижних конечностей, периферической нейропатии и терминальной стадии почечной недостаточности, а также основной фактор риска атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний. Смертность от диабетических осложнений составляет 43% всех случаев смертности среди лиц моложе 70 лет.

Инсулинорезистентность (ИР) – снижение чувствительности к инсулину в мышцах, жировой ткани, печени и других инсулинозависимых тканях, сопровождающееся нарушением гомеостаза глюкозы. Инсулинорезистентность – главная причина развития сахарного диабета 2 типа и лучший прогностический фактор этого заболевания.

Риск развития инсулинорезистентности повышают отсутствие физической нагрузки и питание с чрезмерным содержанием жиров и углеводов. ИР связана с метаболической негибкостью – неспособностью организма переключаться между окислением глюкозы и окислением жирных кислот, в зависимости от доступности этих источников энергии. При ожирении ИР возникает не только из-за избытка жирных кислот, но и из-за метаболической негибкости – нарушается способность к окислению жиров, что приводит накоплению триглицеридов в скелетных мышцах. Исследования подтвердили, что, по сравнению с людьми с нормальной массой тела, у пациентов с ожирением ниже способность к окислению жиров и скорость окисления жиров во время физических нагрузок.

Лечение инсулинорезистентности: физические нагрузки и лекарства

Физические нагрузки и определенные лекарственные препараты улучшают метаболизм глюкозы и жирных кислот в скелетных мышцах, снижая инсулинорезистентность и улучшая чувствительность к инсулину, а также уменьшая такие осложнения диабета как воспаление и окислительный стресс.

1. Метформин

Метформин – препарат для лечения ИР. Как и физические нагрузки, он улучшает чувствительность к инсулину. Метформин снижает выработку глюкозы в печени и увеличивает окисление жиров в печени и во всем организме. У пациентов с избыточной массой тела или ожирением с инсулинорезистентностью метформин улучшает усвоение глюкозы и окисление жирных кислот в скелетных мышцах, повышая чувствительность к инсулину.

Еще одно полезное свойство метформина – у пациентов с предиабетом или синдромом поликистозных яичников (СПКЯ) метформин снижает частоту тяжелого COVID-19. У этих пациентов из-за повышенного уровня глюкозы в крови риск тяжелого COVID-19 возрастает, так как повышенный уровень глюкозы вызывает эндотелиальную дисфункцию и снижает способность организма регулировать иммунные и воспалительные реакции.

Американские ученые показали, что пациенты с предиабетом или СПКЯ, которые принимали метформин до заражения коронавирусом, реже страдали легким, умеренным и тяжелым COVID-19 по сравнению с пациентами, которые принимали лекарства, не связанные с предиабетом или СПКЯ.

Защитный эффект метформина можно объяснить тем, что метформин ослабляет эндотелиальную дисфункцию, предотвращает проникновение вируса в клетку, а также ослабляет воспалительные реакции во время COVID-19, которые могут привести к нарушению функций внутренних органов.

Детали исследования – в статье «Метформин снижает тяжесть COVID-19 у пациентов с предиабетом». Исследование опубликовано в журнале Diabetes Research and Clinical Practice.

Метформин может замедлять старение. У нематод метформин увеличивает продолжительность жизни на 36%. Такой эффект можно объяснить тем, что:

• Метформин активирует АМФК – фермент, который регулирует поглощение и окисление глюкозы и жирных кислот клеткой. Активированная АМФК снижает выработку глюкозы в печени и увеличивает поглощение глюкозы скелетными мышцами, стимулирует окисление и подавляет синтез жирных кислот. Активируя АМФК, метформин увеличивает продолжительность жизни опорно-двигательного аппарата.
• Активация АМФК приводит к увеличению митохондриальной продукции активных форм кислорода, что запускает механизмы защиты от стресса и приводит к увеличению продолжительности жизни. Механизм увеличения продолжительности жизни, основанный на митохондриальном окислительном стрессе, называется митогормезис.
• Метформин подавляет мишень рапамицина mTORC1 – белковый комплекс, который регулирует рост и питание клеток, окислительный стресс, аутофагию, синтез и обмен белка, липидов и глюкозы. Подавление mTORC1 увеличивает продолжительность жизни. [см. «Рапамицин»]
• Метформин изменяет микробиом, оказывая противовоспалительное действие. Метформин подавляет экспрессию генов, кодирующих воспалительные цитокины, которые наблюдаются во время клеточного старения. Это свойство может лежать в основе способности метформина подавлять SASP в стареющих клетках.

В исследованиях на дрозофилах и мышах метформин показал противоречивые результаты. У дрозофил метформин не влиял на продолжительность жизни, хотя активировал АМФК и уменьшал запасы липидов. У мышей, склонных к развитию рака, метформин увеличивал продолжительность жизни и подавлял канцерогенез. У долгоживущих и беспородных мышей один только метформин существенно не продлевал продолжительность жизни, но метформин в сочетании с рапамицином значительно продлевал жизнь. Хотя метформин не увеличивал продолжительность жизни у долгоживущих мышей, он может быть эффективен в стрессовых ситуациях, сокращающих продолжительность жизни.

Исследования на людях показали, что прием метформина связан со снижением заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, снижением заболеваемости раком, общей смертности, депрессии и заболеваний, связанных со слабостью. Также метформин защищает от нейродегенерации и хронических заболеваний почек и печени. Однако все эти исследования проводились путем сравнения пациентов с диабетом 2 типа, получавших метформин, со всем остальным населением. Поэтому неясно, принесет ли метформин пользу людям, которые не страдают диабетом.

Исследование на здоровых 70-летних людях показало, что метформин, принимаемый в течение 6 недель, влиял не только на метаболические гены и пути, но также на гены коллагена и митохондрий в жировой ткани, а также гены репарации ДНК в мышцах, что подчеркивает его нацеленность на множественные признаки старения.

Прием метформина хорошо переносится. Однако у некоторых пожилых пациентов добавление метформина к физическим нагрузкам ослабляло его главный эффект – повышение чувствительности к инсулину. Также метформин препятствовал увеличению митохондриального дыхания скелетных мышц, которое обычно происходит при физической нагрузке.

Подробнее об антивозрастных препаратах – в обзоре “Лекарства, замедляющие старение“. Обзор опубликован в журнале Nature.

Метформин имеет побочные эффекты – лактоацидоз, головокружение, мышечную боль, усталость и желудочно-кишечную непереносимость. Кроме того, метформин повышает риск диабетической нейропатии – основной причины диабетической стопы, ампутаций нижних конечностей и инвалидизирующей невралгии. Метформин значительно снижает уровень витамина B12, который необходим для синтеза ДНК и нейропротекции. Дефицит B12 может привести к необратимому повреждению нервной системы.

В исследовании китайских ученых прием метформина повышал риск развития диабетической периферической нейропатии (ДПН) на 84%. Чем выше была суточная доза метформина, тем выше был риск. Средние дозы повышали риск ДПН в 1,53 раза, а высокие – в 4,31 раза. Более высокий риск ДПН был у пациентов моложе 60, которые реже посещали врача, имели меньшее количество сопутствующих заболеваний и не принимали антигипертензивные и гиполипидемические препараты.

В том же исследовании прием витамина B12 предотвращал увеличение риска ДПН у пациентов, которые принимали метформин.

Детали исследования – в статье «Метформин повышает риск диабетической нейропатии». Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Endocrinology.

2. Физические нагрузки

Исследование голландских ученых показало, что физическая нагрузка может повысить чувствительность к инсулину как минимум на 16 часов как у здоровых людей, так и у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Физическая нагрузка повышает в скелетных мышцах концентрацию белка GLUT4, который необходим для транспорта глюкозы в клетку. Кроме того, физическая нагрузка снижает уровень внутриклеточной глюкозы. Так как транспорт глюкозы в клетку происходит по градиенту концентрации, физическая нагрузка способствует усвоению глюкозы клеткой из кровотока.

Для лечения инсулинорезистентности назначают три вида тренировок:

• аэробные – ходьба, бег, езда на велосипеде;
• силовые – тренировки на тренажерах или подъем свободных весов;
• комбинированные аэробные и силовые.

Конкурентный тренинг

Конкурентный тренинг (КТ) – выполнение физических упражнений, которые направлены на развитие как аэробных возможностей, так и мышечной силы, в ходе одного занятия или в ходе различных занятий, последовательно проводимых в один тренировочный день или в одну тренировочную неделю.

По сравнению с только силовой или аэробной тренировкой, КТ оказывает большее влияние на гомеостаз глюкозы (гликированный гемоглобин), кардиореспираторную выносливость, мышечную силу и уменьшение абдоминального жира у людей с диабетом 2 типа или с риском его развития. Конкурентный тренинг улучшает потребление, транспорт и использование кислорода, а также окисление жиров во время аэробной нагрузки. Добавление силовых тренировок к аэробным улучшает чувствительность к инсулину за счет мышечной гипертрофии, увеличения накопления глюкозы в мышцах и снижения дозы инсулина, необходимой для поддержания нормального уровня глюкозы в крови.

Что эффективнее лечит инсулинорезистентность: лекарства или физическая нагрузка?

Коллектив ученых из Чили, Испании и Португалии исследовал, как влияет 12-недельная программа конкурентного тренинга на максимальную скорость окисление жиров, метаболизм глюкозы и инсулинорезистентность у взрослых с избыточной массой тела или ожирением, по ​​сравнению с фармацевтическим лечением метформином.

В исследовании участвовали 14 пациентов:

• с избыточным весом (индекс массы тела ≥ 25,0-29,9 кг/м²) или ожирением (индекс массы тела ≥ 30,0 кг/м²) с инсулинорезистентностью (индекс инсулинорезистентости HOMA-IR ≥ 2,5-5,0);
• с низким уровнем физической нагрузки – менее 150-300 минут в неделю аэробной нагрузки или менее 75-150 минут в неделю интенсивной аэробной нагрузки.

Участники не принимали никаких лекарств, кроме метформина.

Участников разделили на дв группы:

• 7 человек – группа метформина – две дозы по 850 мг в день в течение 12 недель.
• 7 человек – группа конкурентного тренинга, без метформина – 3 тренировки в неделю в течение 12 недель.

За одну неделю до и через неделю после вмешательства участникам измеряли уровень глюкозы и инсулина натощак для расчета HOMA-IR, также измеряли состав тела, максимальную скорость окисления жиров и максимальное потребление кислорода (МПК).

HOMA-IR — стандарт оценки инсулинорезистентности.
HOMA-IR = инсулин натощак × глюкоза натощак / 405

Конкурентный тренинг

Первая и третья еженедельные тренировки – аэробные упражнения на велоэргометре при 65-85% МПК, вторая – силовые упражнения. Каждая тренировка продолжалась 60-75 минут, все тренировки начинались с 15-минутной разминки, включавшей 5-минутные упражнения на велоэргометре при <65% МПК, а также упражнения на подвижность суставов и динамическую растяжку. Участники выполняли силовые упражнения для верхней части тела (жим от груди, тяга, тренировка бицепса) и нижней (жим ногами, сгибание бедра лежа, разгибание ног). Во время силовой тренировки шесть упражнений выполнялись по кругу: одно упражнение для верхней части тела, 30-60 секунд отдыха, затем одно упражнение для нижней части тела – и так далее для всех шести силовых упражнений. Цикл выполнялся три раза за тренировку. Для контроля интенсивности силовых тренировок в течение первых трех недель использовался уровень воспринимаемой нагрузки (от 0 до 10), целевая зона составляла 7-8. После 3, 6 и 9-й недель для корректировки нагрузок оценивали одноповторный максимум (1ПМ), целевая зона: 50-60% от 1ПМ.

Результаты

По сравнению с метформином, конкурентный тренинг:

• Увеличивал максимальную скорость окисления жиров. До начала вмешательства максимальная скорость окисления жиров составляла 4 и 2,5 г/ч для групп метформина и КТ соответственно.После вмешательства – 7 и 11,5 г/ч для групп метформина и КТ соответственно. Разница в процентах: −30.3% для группы метформина и 308.1% для группы КТ.
• Значительно снижал HOMA-IR, уровень инсулина натощак и жировую массу тела.
• Снижал массу тела и индекс массы тела (ИМТ).

Результаты представлены в таблице:

Вывод

Конкурентный тренинг в течение 12 недель эффективнее, чем метформин, улучшает максимальную скорость окисления жиров и снижает инсулинорезистентность у пациентов с избыточной массой тела или ожирением.

Хотя метформин увеличивает окисление жиров в печени и во всем организме, в сочетании с физической нагрузкой он уменьшает кардиореспираторную выносливость и снижает окисление жиров.

Напротив, конкурентный тренинг может устранить метаболическую негибкость, повышая способность к окислению жирных кислот, которые накапливаются в клетках скелетных мышц, и снижая инсулинорезистентность. В настоящем исследовании улучшение чувствительности к инсулину проявлялось как снижение уровня инсулина натощак, при этом уровень глюкозы натощак оставался прежним.

Две аэробных тренировки в ​​неделю, чередующиеся с одной силовой, улучшают кардиореспираторную выносливость и окисление жиров, снижают уровень инсулина натощак и повышают чувствительность к инсулину у людей с ожирением или избыточным весом.

Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!

Кому-то она тоже будет полезной и нужной:

Источники

• Overweight and Obese Adult Patients Show Larger Benefits from Concurrent Training Compared with Pharmacological Metformin Treatment on Insulin Resistance and Fat Oxidation
• Metformin treatment and risk of diabetic peripheral neuropathy in patients with type 2 diabetes mellitus in Beijing, China
• Metformin is associated with reduced COVID-19 severity in patients with prediabetes

Наш канал в Telegram:

Статьи по схожим темам: