סקירה מקיפה זו מגלה שרמות גבוהות של אינסולין הנגרמות מתזונה מודרנית עשויות להיות אחראיות לבעיות בריאות רבות הרבה מעבר לסוכרת ומחלות לב. המחברים מראים כיצד תנגודת לאינסולין מניעה מפל הורמונלי שיכול לקדם אקנה, התבגרות מינית מוקדמת, סוגים מסוימים של סרטן, בעיות ראייה ואבחנות נוספות דרך השפעות על גורמי גדילה והורמוני מין. ממצאים אלו מצביעים על כך שרבות מ"מחלות הציוויליזציה" חולקות שורש משותף בדפוסי התזונה העתירים בסוכר ופחמימות מזוקקות.

מעבר לתסמונת המטבולית: כיצד רמות גבוהות של אינסולין מניעות בעיות בריאות מודרניות

תוכן העניינים

• מבוא: הרשת המתרחבת של מחלות הקשורות לאינסולין
• הבנת היפראינסולינמיה ותנגודת לאינסולין
• הקשר התזונתי: כיצד מזונות מודרניים מניעים בעיות אינסולין
• שינויים היסטוריים בתזונה שלנו
• כיצד אינסולין משפיע על הורמוני גדילה והורמוני מין
• מצבי בריאות ספציפיים המקושרים להיפראינסולינמיה
• משמעות הדברים עבור מטופלים
• מגבלות המחקר
• המלצות מעשיות
• מידע מקור

מבוא: הרשת המתרחבת של מחלות הקשורות לאינסולין

במשך כמעט 60 שנים, רופאים וחוקרים חשדו שתנגודת לאינסולין—בה תאי הגוף אינם מגיבים כראוי לאינסולין—ממלאת תפקיד מפתח במחלות כרוניות רבות. ההכרה שתנגודת לאינסולין והתוצאה המטבולית שלה, היפראינסולינמיה מפצה (רמות אינסולין גבוהות כרוניות), מייצגות קשר מאחד המשותף לסוכרת מסוג 2, מחלת עורקים כליליים, יתר לחץ דם, השמנת יתר ודיסליפידמיה (שומני דם לא תקינים) היא תגלית חדשה יותר מהעשורים האחרונים.

צבר בעיות בריאות זה מכונה לעתים קרובות תסמונת מטבולית או תסמונת X. בנוסף, ליקויים בפיברינוליזה (כיצד הגוף מפרק קרישי דם) והיפראוריצמיה (רמות חומצת שתן גבוהות) גם הם נראים כחלק מאוסף מחלות זה. היקף הבעיות הללו מדהים: 63% מהגברים ו-55% מהנשים מעל גיל 25 בארצות הברית סובלים מעודף משקל או השמנת יתר, עם כ-280,184 מקרי מוות בשנה המיוחסים להשמנה.

יותר מ-60 מיליון אמריקאים סובלים ממחלות לב וכלי דם (גורם התמותה המוביל עם 40.6% מכלל מקרי המוות), 50 מיליון סובלים מיתר לחץ דם, 10 מיליון סובלים מסוכרת מסוג 2, ו-72 מיליון מבוגרים שומרים על יחסי כולסטרול לא בריאים. מחלות תנגודת אינסולין אלו מייצגות את הבעיה הבריאותית העיקרית לא רק בארה"ב, אלא בכל רחבי הציוויליזציה המערבית.

באופן מדהים, מצבים אלו נדירים או כמעט לא קיימים בחברות ציידים-לקטים ופחות מערביות הצורכות את תזונתן המסורתית. בחמש השנים האחרונות, עדויות emerging מצביעות על כך שרשת המחלות הקשורות לרמות אינסולין גבוהות משתרעת הרבה מעבר לבעיות המטבוליות הנפוצות. מצבים מגוונים כמו אקנה, התבגרות מינית מוקדמת, סוגים מסוימים של סרטן, גובה מוגבר, קוצר ראייה, תליוני עור, אקנתוזיס ניגריקנס (כתמים כהים בעור), תסמונת השחלות הפוליציסטיות (PCOS) והתקרחות גברית עשויים כולם להיות קשורים להיפראינסולינמיה דרך אינטראקציות הורמונליות.

הבנת היפראינסולינמיה ותנגודת לאינסולין

כאשר אנו אוכלים פחמימות, מערכת העיכול שלנו מפרקת אותן לגלוקוז, הנכנס לזרם הדם שלנו. בשעתיים הראשונות לאחר האכילה, גלוקוז נספג במהירות ומעלה את רמות הסוכר בדם. עלייה זו, יחד עם הורמוני עיכול אחרים, מגרה את הלבלב להפריש אינסולין, וגורמת לעלייה מהירה ברמות האינסולין.

דרגת התגובה של סוכר הדם והאינסולין תלויה בעיקר באינדקס הגליקמי (כמה מהר מזון מעלה סוכר בדם) ובעומס הגליקמי (אינדקס גליקמי כפול תכולת הפחמימות) של המזון הנאכל. בעוד שארוחות מעורבות המכילות חלבון ושומן לצד פחמימות עשויות להוריד את התגובה הכוללת, צריכה חוזרת של ארוחות בעלות אינדקס גליקמי גבוה מביאה לריכוזי גלוקוז ואינסולין ממוצעים גבוהים יותר ב-24 שעות בהשוואה לארוחות בעלות אינדקס גליקמי נמוך עם תוכן קלורי זהה.

תנגודת לאינסולין מתרחשת כאשר שריר השלד מתנגד לאות האינסולין לקלוט גלוקוז. למרות שהשריר הוא האתר העיקרי לקליטת גלוקוז מושרית אינסולין, רקמת שומן, כבד ותאי אנדותל גם מפתחים תנגודת לאינסולין. הבסיס המולקולרי מורכב, אך אנו יודעים שהוא נובע מארבעה אלמנטים הקשורים לתזונה הפועלים יחד: (1) רמות גלוקוז בדם גבוהות כרוניות; (2) רמות אינסולין גבוהות; (3) חלקיקי כולסטרול VLDL מוגברים; ו-(4) חומצות שומן חופשיות גבוהות, יחד עם נטייה גנטית.

כאשר רקמות הופכות עמידות להשפעות מורידות הסוכר בדם של אינסולין, סוכר הדם לא בהכרח עולה בצורה פתולוגית בהתחלה כי הלבלב מפריש אינסולין נוסף. שמירה על סוכר דם תקין דרך רמות אינסולין מוגברות נקראת היפראינסולינמיה מפצה—ההפרעה המטבולית הבסיסית העומדת בבסיס מחלות תסמונת X.

הקשר התזונתי: כיצד מזונות מודרניים מניעים בעיות אינסולין

מתוך ארבעת הגורמים התזונתיים העיקריים לתנגודת אינסולין (עליות כרוניות בגלוקוז בדם, אינסולין, VLDL וחומצות שומן חופשיות), צריכה של פחמימות בעלות עומס גליקמי גבוה פוטנציאלית לקדם את כל הארבע. בתקופה המוקדמת (1-2 שעות) לאחר האכילה, רמות הגלוקוז בדם גבוהות משמעותית לאחר ארוחות בעלות אינדקס גליקמי גבוה. ריכוזי אינסולין בפלזמה גם גבוהים יותר במהלך תקופה מוקדמת זו לאחר הארוחה.

בהשוואה לארוחות בעלות עומס גליקמי נמוך, ארוחות בעלות עומס גליקמי גבוה מעלות באופן אקוטי את ריכוזי חומצות השומן החופשיות הלא-אסטריות (FFA) בפלזמה בתקופה המאוחרת (4-6 שעות) לאחר הארוחה על ידי הגברת פירוק שומן מתאי שומן. ארוחות אלו גם מגבירות את הפרשת חלקיקי VLDL מהכבד במצב צום ולאחר ספיגה. יתר על כן, אינסולין הופך למעורר להפרשת VLDL כאשר הזמן בין הארוחות קצר ורמות האינסולין לא יכולות לרדת לבסיס.

ביחד, השינויים ההורמונליים הנגרמים מצריכה רגילה של פחמימות בעלות עומס גליקמי גבוה על פני תקופה של 24 שעות, במיוחד כאשר צורכים יותר קלוריות מהנדרש, מקדמים את התפתחות תנגודת האינסולין והיפראינסולינמיה מפצה.

באופן פרדוקסלי, בעלפרוקטוז תזונתי יש אינדקס גליקמי ועומס גליקמי נמוכים, הוא משמש באופן שגרתי כדי לגרום לתנגודת אינסולין במחקרים בבעלי חיים בריכוזים תזונתיים גבוהים (35-65% מהאנרגיה). מחקרים בבני אדם מראים שהזנה גבוהה בפרוקטוז (דיאטה רגילה בתוספת 1000 קלוריות נוספות של פרוקטוז daily) באנשים בריאים גם פוגעת ברגישות לאינסולין. אפילו בריכוזים הניתנים להשגה בתזונה רגילה (17% מהאנרגיה), פרוקטוז העלה רמות טריגליצרידים בדם בנבדקים בריאים.

פרוקטוז תזונתי עשוי לתרום לתנגודת אינסולין דרך יכולתו הייחודית בין סוכרים לגרום לשינוי באופן שבו הגוף מטפל בחומצות שומן חופשיות. למרות שפרוקטוז טהור מעורר תגובה מינימלית של אינסולין, הצורות הנפוצות ביותר בתזונה שלנו—סירופ תירס עתיר פרוקטוז (HFCS) 42 ו-HFCS 55—הן תערובות של פרוקטוז וגלוקוז (42% פרוקטוז/53% גלוקוז ו-55% פרוקטוז/42% גלוקוז, בהתאמה) שגורמות לתגובות אינסולין משמעותיות.

שינויים היסטוריים בתזונה שלנו

למרות שסוכרים מזוקקים ודגנים נפוצים בתזונה מודרנית, פחמימות בעלות עומס גליקמי גבוה אלו נאכלו במשורה או לא נאכלו כלל על ידי אנשים ממוצעים באירופה של המאות ה-17 וה-18. הם הפכו זמינים באופן נרחב בכמויות גדולות רק לאחר המהפכה התעשייתית.

נתונים מראים שצריכת סוכרוז לנפש באנגליה עלתה בהתמדה מ-6.8 ק"ג ב-1815 ל-54.5 ק"ג ב-1970. מגמות דומות התרחשו בארה"ב וברוב מדינות אירופה בתקופה זו. מכיוון שסוכרוז מתעכל לחלקים שווים של גלוקוז ופרוקטוז, עלייה זו означаה עלייה דרמטית בצריכת פרוקטוז וגלוקוז.

השינויים בצריכת פרוקטוז בולטים במיוחד. עם הופעת טכנולוגיית העשרת פרוקטוז כרומטוגרפית בסוף שנות ה-70, ייצור המוני של סירופ תירס עתיר פרוקטוז הפך אפשרי מבחינה כלכלית. הנתונים מראים עליות מהירות ב-HFCS 42 ו-HFCS 55 באספקת המזון האמריקאית מאז כניסתם.

הכמות הכוללת של פרוקטוז לא קשור כמונוסכריד עלתה ב-4800% מדהימים ב-30 השנים האחרונות, מ-0.3 ק"ג ב-1970 ל-14.7 ק"ג ב-2000. פרוקטוז תזונתי כולל (לא קשור בתוספת פרוקטוז מסוכרוז) עלה ב-26%, מ-23.4 ק"ג ב-1970 ל-29.5 ק"ג ב-2000. צריכת סוכר כוללת עלתה מ-55.5 ק"ג ב-1970 ל-69.1 ק"ג ב-2000.

צריכת סוכר לנפש בארה"ב עלתה ב-64% מ-1909 ל-1999, בעוד שצריכת סיבים ירדה ב-17.9% בתקופה זו. היו שינויים איכותיים חשובים בצריכת פחמימות מעבר לעלייה בסוכר. מוצרי דגנים מזוקקים בעלי עומס גליקמי גבוה מהווים כעת 85.3% מכל מוצרי הדגנים הנצרכים בארה"ב, ומספקים 20% מהאנרגיה בתזונה האמריקאית הטיפוסית.

בתזונה האמריקאית הטיפוסית, סוכרים בעלי עומס גליקמי גבוה מספקים כעת 16.1% מהאנרגיה הכוללת ודגנים מזוקקים מספקים 20% מהאנרגיה. זה אומר שלפחות 36% מהאנרגיה הכוללת מגיעים ממזונות הידועים כמקדמים את ארבעת הגורמים לתנגודת אינסולין. מזונות אלו נצרכו לעתים נדירות או מעולם לא נצרכו לפני 200 שנים בלבד.

בעוד שצריכת שומן תזונתי גם עלתה (עלייה של 32% מ-1909-1919 ל-1990-1999), שומן בלבד בתנאי קלוריות שווים אינו גורם לתנגודת אינסולין בבני אדם. מחקר מראה שטווח דיאטות עם קלוריות שוות המכילות עד 83% שומן לא גרמו ישירות לתנגודת אינסולין. רק כאשר שומן תזונתי מוגבר מוביל להשמנה נובעת תנגודת אינסולין.

עם זאת, מזונות בעלי אינדקס גליקמי גבוה הם לעתים קרובות גם מזונות עתירי שומן (כפי שמוצג בטבלה 3 של המחקר המקורי). מזונות אלו לעתים קרובות מתחילים מחזור של סוכר דם נמוך מושרה אינסולין ואחריו אכילת יתר, שבו פחמימות בעלות אינדקס גליקמי גבוה נצרכות באופן מועדף. רכיב השומן העתיר אנרגיה של מזונות אלו נצרך לעתים קרובות במקביל לרכיבים בעלי האינדקס הגליקמי הגבוה המקדמים תנגודת אינסולין.

כיצד אינסולין משפיע על הורמוני גדילה והורמוני מין

ההשפעות המטבוליות של רמות אינסולין גבוהות כרוניות הן מורכבות ומגוונות. מחקר מראה שהיפראינסולינמיה מפצה המאפיינת השמנת יתר בגיל ההתבגרות מדכאת כרונית את ייצור הכבד של חלבון קושר גורם גדילה דמוי אינסולין-1 (IGFBP-1), מה שמגביר בתורו את גורם הגדילה דמוי אינסולין-1 החופשי (IGF-1), החלק הביולוגי הפעיל של IGF-1 במחזור.

רמות אינסולין ו-IGFBP-1 משתנות בצורה הפוכה לאורך היום, והדיכוי של IGFBP-1 על ידי אינסולין (והעלייה הנובעת ב-IGF-1 חופשי) עשוי להיות מקסימלי כאשר רמות האינסולין עולות על 70-90 pmol/l. בנוסף, רמות הורמון גדילה (GH) יורדות דרך משוב שלילי של IGF-1 חופשי על הפרשת GH, וכתוצאה מכך ירידות ב-IGFBP-3.

מחקרים אלו מדגימים שעליות אקוטיות וכרוניות של אינסולין מביאות לרמות מוגברות במחזור של IGF-1 חופשי וירידות ב-IGFBP-3. IGF-1 חופשי הוא מקדם גדילה חזק עבור כמעט כל רקמות הגוף.

הירידות ב-IGFBP-3 המעוררות על ידי רמות אינסולין בסרום מוגברות או על ידי צריכה אקוטית של פחמימות בעלות אינדקס גליקמי גבוה עשויות גם לתרום להתרבות תאים בלתי מבוקרת. IGFBP-3 פועל כגורם מעכב גדילה בתאים חסרי קולטן IGF. בתפקיד זה, IGFBP-3 מעכב גדילה על ידי מניעת IGF-1 מלהקשר לקולטן שלו.

מכיוון שצריכת סוכרים מעובדים ועמילנים מעודדת רמות גבוהות של אינסולין הן באופן חריף והן באופן כרוני, למזונות מערביים נפוצים אלו יש פוטנציאל להעלות את רמות ה-IGF-1 החופשי ולהוריד את ריכוזי ה-IGFBP-3 בדם, ובכך לעודד צמיחה ברקמות רבות ברחבי הגוף.

ירידות ברמות IGFBP-3 המושרות על ידי אינסולין עשויות לקדם עוד יותר צמיחה בלתי מבוקרת של רקמות דרך השפעות על מסלון האיתות הגרעיני של הרטינואידים. רטינואידים הם אנלוגים טבעיים וסינתטיים של ויטמין A המדכאים התפשטות תאים ומקדמים מוות תאי מתוכנן (אפופטוזיס). הרטינואידים הטבעיים של הגוף פועלים על ידי קישור לקולטנים גרעיניים המפעילים גנים שתפקידם להגביל צמיחה בסוגי תאים רבים.

IGFBP-3 הוא ליגנד עבור הקולטן הגרעיני RXR alpha ומגביר את האיתות שלו. מחקרים מראים ששני אגוניסטים של RXR alpha ו-IGFBP-3 מדכאים צמיחה בקווי תאים רבים. מכיוון ש-RXR alpha הוא הקולטן העיקרי מסוג RXR ברקמות אפיתל, רמות נמוכות של IGFBP-3 בפלזמה המושרות על ידי אינסולין גבוה עשויות להפחית אותות מגבילי צמיחה ברקמות אלו.

רמות אינסולין גבוהות גם מפחיתות את ריכוזי הגלובולין הקושר הורמוני מין (SHBG) בסרום, הנושא טסטוסטרון ואסטרוגן בדם. SHBG נמוך מעלה את ריכוזי הטסטוסטרון החופשי (ביולוגית פעיל). רמות SHBG קשורות באופן הפוך הן לרמות האינסולין והן לרמות IGF-1. לכן, פחמימות בעלות עומס גליקמי גבוה המעודדות היפראינסולינמיה עשויות להעלות בו-זמנית את ריכוזי האנדרוגנים (הורמונים זכריים) בסרום.

מצבי בריאות ספציפיים המקושרים להיפראינסולינמיה

המחברים מזהים מספר מצבי בריאות שעשויים להיות קשורים לשינויים ההורמונליים הנגרמים על ידי היפראינסולינמיה:

• אקנה: הסביבה ההורמונלית הנוצרת על ידי רמות אינסולין גבוהות (IGF-1 חופשי ואנדרוגנים מוגברים, IGFBP-3 מופחת) מעודדת התפתחות אקנה
• וסת מוקדמת (התבגרות): ההשפעות מעודדות הצמיחה של סביבה הורמונלית זו עשויות להאיץ את הופעת ההתבגרות
• סוגי סרטן מסוימים: קרצינומות של תאי אפיתל (שד, מעי גס, ערמונית) עשויות להיות מושפעות מהסביבה מעודדת הצמיחה
• גובה מוגבר: המגמה החילונית לגובה רב יותר באוכלוסיות מערביות עשויה להיות מוסברת חלקית על ידי השפעות הורמונליות אלו
• קוצר ראייה (מיופיה): השפעות צמיחה בלתי מבוקרות עשויות להתרחב גם להתפתחות העין
• פפילומות עוריות (תגיות עור): גידולי עור נפוצים אלו עשויים לנבוע מהסביבה מעודדת הצמיחה
• אקנתוזיס ניגריקנס: כתמים כהים ועבים בעור הקשורים לעתים קרובות בתנגודת לאינסולין
• תסמונת השחלות הפוליציסטיות (PCOS): האנדרוגנים המוגברים וההפרעות המטבוליות תורמים ישירות למצב זה
• התקרחות קרקפת גברית: נשירת שיער תבניתית בגברים עשויה להיות מושפעת משינויים הורמונליים אלו

משמעות הדבר עבור מטופלים

מחקר זה מציע כי בעיות בריאות נפוצות רבות שאנו רואים לעתים קרובות כמצבים נפרדים עשויות למעשה לחלוק סיבה שורשית משותפת בתנגודת לאינסולין והיפראינסולינמיה מפצה. המפל ההורמונלי המופעל על ידי רמות אינסולין גבוהות — IGF-1 חופשי ואנדרוגנים מוגברים, IGFBP-3 ו-SHBG מופחתים — יוצר סביבה ברחבי הגוף המעודדת צמיחה בלתי מבוקרת של רקמות והפרעות שונות.

ההשלכות משמעותיות מכיוון שהן מציעות שהתערבויות תזונתיות שמטרתן הפחתת רמות האינסולין עשויות לסייע במניעה או שיפור של מגוון רחב של מצבים מעבר לסוכרת ומחלות לב. הבנה מאוחדת זו של "מחלות הציוויליזציה" מספקת מסגרת לטיפול בבעיות בריאות מרובות באמצעות גישות אורח חיים משותפות.

עבור מטופלים המתמודדים עם כל אחד מהמצבים הללו, מחקר זה מציע תקווה כי טיפול בתנגודת הבסיסית לאינסולין דרך שינויים תזונתיים עשוי לספק יתרונות במספר תחומי בריאות בו-זמנית.

מגבלות המחקר

מחקר זה מציג מסגרת תיאורטית המבוססת על עדויות קיימות, אך חשוב לציין שלא כל הקשרים המוצעים הוכחו definitively דרך ניסויים קליניים. המאמר מסנתז עדויות מתחומים מרובים כדי לבנות טיעון משכנע, אך נדרש מחקר נוסף כדי לאשר חלק מהמנגנונים והיחסים הספציפיים המוצעים.

המחברים מכירים בכך שהבסיס המולקולרי לתנגודת היקפית לאינסולין הוא מורכב ולא מובן במלואו. בעוד שהמנגנונים המוצעים הם סבירים ביולוגית ונתמכים על ידי קווי עדות שונים, מחקרים אנושיים הבוחנים specifically קשרים אלו across כל המצבים המוזכרים מוגבלים.

בנוסף, בעוד שהנתונים התזונתיים ההיסטוריים מראים מתאם בין שינויים בדפוסי צריכת המזון ותוצאות הבריאות, סיבתיות לא יכולה להיות מוקמת definitively מעדות זו alone. many other lifestyle factors have also changed during the period examined.

המלצות מעשיות

על בסיס מחקר זה, מטופלים המודאגים מבעיות בריאות הקשורות לאינסולין עשויים לשקול:

1. הפחתת פחמימות בעלות עומס גליקמי גבוה: הגבלת מזונות עם אינדקס גליקמי גבוה כגון סוכרים מעובדים, לחם לבן, אורז לבן ודגנים מעובדים
2. בחירת פחמימות ממזון מלא: בחירת פירות, ירקות, קטניות ודגנים מלאים בעלי השפעות גליקמיות נמוכות יותר
3. מודעות לצריכת פרוקטוז: הגבלת מזונות עם תוספת פרוקטוז, במיוחד בצורת סירופ תירס עתיר פרוקטוז
4. שילוב מקרו-נוטריינטים: אכילת חלבונים ושומנים בריאים alongside פחמימות יכולה לסייע בוויסות תגובות הסוכר והאינסולין בדם
5. שמירה על משקל בריא: מכיוון שהשמנה מחמירה תנגודת לאינסולין, ניהול משקל הוא crucial
6. פעילות גופנית סדירה: פעילות גופנית משפרת את הרגישות לאינסולין independently of שינויים תזונתיים

חשוב לציין כי שינויים תזונתיים צריכים להתבצע עם הדרכה מקצועית, במיוחד עבור individuals עם מצבי בריאות קיימים או those הנוטלים תרופות המשפיעות על רמת הסוכר בדם.

מידע מקור

כותרת המאמר המקורי: Hyperinsulinemic diseases of civilization: more than just Syndrome X

מחברים: Loren Cordain, Michael R. Eades, Mary D. Eades

פרסום: Comparative Biochemistry and Physiology Part A, Volume 136, Issue 1, September 2003, Pages 95-112

שיוך: Department of Health and Exercise Science, Colorado State University, Fort Collins, CO 80523, USA

מאמר ידידותי זה למטופל מבוסס על מחקר peer-reviewed ומטרתו לייצג נאמנה את התוכן המדעי המקורי תוך הפיכתו לנגיש למטופלים משכילים. כל הנתונים המספריים, הסטטיסטיקות והממצאים נשמרו מהפרסום המקורי.