Insulina jest głównym, anabolicznym czynnikiem w organizmie człowieka. Podczas braku wysiłku (spoczynek), wydaje się ukierunkować zmiany metaboliczne w mięśniach szkieletowych. Interesującym wydaje się również fakt, że w kontekście mięśni szkieletowych, procesy starzenia się tej tkanki są niezwykle podobne do stanów oporności na insulinę, ponieważ w obu tych stanach zwiększa się nietolerancja insuliny przez omawianą tkankę. Zdumiewającym jest również wpływ aktywności fizycznej, zapobiega ona oporności tkanki mięśniowej na insulinę, co w konsekwencji chroni ją przed przyspieszonym starzeniem się. 

Molekularne działanie insuliny na mięśnie szkieletowe

Pomimo dużego zainteresowania nad molekularnym działaniem insuliny, poznanie jej dokładnego wpływu na dojrzewania i rozwój komórek nie nastąpiło. Insulina jest hormonem o szerokim spektrum działania, wytwarzanym przez komórki beta, wysepek trzustki. Nie zaobserwowaliśmy różnic pomiędzy gatunkami w budowie tego hormonu (wyjątkiem są torbacze).

Insulina wykazuje działanie pobudzające wzrost i dojrzewanie komórek, którego natężenie w głównej mierze zależy od typu i stadium rozwoju samej komórki oraz wpływu środowiska zewnętrznego. Szczególnie wrażliwe na działanie tego hormonu są komórki mięśniowe, przy czym w stanie spoczynku ich wrażliwość na insulinę jest mniejsza, niż podczas aktywności fizycznej. Trening, ze względu na ogromne zapotrzebowanie mięśni na energię, wymusza wzrost aktywności mitochondriów, a to wydaje się skutkować podwyższeniem wrażliwości na insulinę

Rola insuliny i mitochondriów we wzroście mięśni

W badaniach komórek mięśniowych, zostało udowodnione, że insulina pobudza metabolizm komórek, mitogenezę, jak również dojrzewanie tych komórek. Insulina pobudza również komórki warstwy rozrodczej do wejścia w stan miogenezy - powstawania nowych włókien. Insulina jest jednym z zasadniczych czynników regulacyjnych, które wpływają na zmiany zachodzące w mitochondriach podczas dojrzewania mięśni szkieletowych. Dla przykładu można podać, że insulina pobudza w selektywny sposób syntezę białek mitochondrialnych w włóknach mięśni szkieletowych, jak i również aktywować niektóre enzymy mitochondrialne. Dojrzewanie włókien mięśniowych jest procesem niezwykle energochłonnym, wymagającym od komórek szeregu przekształceń strukturalnych. Kinaza fosfatydyloinozytolu działa jako regulator zależnych od insuliny procesów, takich jak: transport glukozy, glikoliza, glikogeneza, synteza białek, lipogeneza, hamowanie glukoneogenezy, przeżywalność komórek. 

Jak powstaje insulinooporność?

Mechanizmy modulujące przekazywanie sygnału insuliny, mogą przyczynić się do wywołania zjawiska oporności na insulinę, które jest obserwowane w przypadkach otyłości, starzenia się organizmu, czy cukrzycy typu 2. Choroba ta charakteryzuje się rozwiniętą insulinoopornością, której towarzyszą (jak wskazuje coraz więcej doniesień), zmiany w wyglądzie oraz działaniu mitochondriów. Nieprawidłowości te są szczególnie widoczne w obrębie tkanki mięśniowej osób chorych na cukrzycę. U osób starszych insulinooporność ma związek z obniżoną aktywnością oddechową mitochondriów oraz wzrostem zawartości tłuszczu w wątrobie oraz mięśniach szkieletowych. Najnowsze badania wskazują, że insulina pobudza syntezę białek mitochondrialnych oraz produkcję ATP w mięśniach organizmów dorosłych. Natomiast te działania są upośledzone u pacjentów starszych oraz z cukrzycą insulinozależną. Zahamowanie syntezy omawianych białek tłumaczy się uszkodzeniami na skutek działania reaktywnych form tlenu. Uszkodzeniu ulega przede wszystkim jednoniciowe DNA mitochondrialne, które jest bardziej wrażliwe na mutację punktowe i delecje w porównaniu do DNA genomowego (dwuniciowego). Wszystkie te zmiany, prowadzą do upośledzenia wytwarzania białek mitochondrialnych. 

Wpływ insuliny na organizm

Insulina wpływa przede wszystkim na metabolizm energetyczny (węglowodanów). Jest jednym z najbardziej anabolicznych hormonów w naszym organizmie. Jej działanie jest usprawnianie poprzez wysiłek fizyczny, odpowiednie podejście dietetyczne w kwestii udziału węglowodanów. Otyłość oraz wiek i cukrzyca upośledza sygnalizację insuliny, co może prowadzić do powstania stanu oporności tkanek na nią, co również negatywnie oddziaływuje na pracę mitochondriów zwłaszcza w obrębie tkanki mięśniowej.  Wysiłek fizyczny oraz odpowiednia dieta są najsilniejszymi stymulantami działania insuliny oraz wrażliwości na nią.


______________________

Autor: Tomasz Domoradzki