Зарубежный опыт (переводы)

Стресс как этиологический фактор сахарного диабета: обзорная статья (Cureus, Springer Nature)

Нейроэндокринная система – ключевое звено в регуляции ответа на стресс. В статье обсуждаются патофизиологические механизмы, участвующие в развитии инсулинорезистентности и сахарного диабета 2 типа на фоне хронического стресса




Авторы: Kapil Sharma, Shivani Akre, Swarupa Chakole, Mayur B. Wanjari

Оригинал: Stress-Induced Diabetes: A Review

Оригинал статьи: ©2023 K. Sharma, S. Akre, S. Chakole S, M.B. Wanjari, распространяется по лицензии CC BY 4.0.

Перевод статьи: ©2023 ООО «Издательство «Открытые системы», распространяется по лицензии CC BY-NC-ND 4.0.

Введение

Стресс – адаптивная реакция организма на воздействие «угрожающих» факторов внешней среды. Несмотря на то, что мы ежедневно сталкиваемся со стрессом, его объективная оценка в большинстве случаев оказывается затруднительной, поскольку характер стрессогенного воздействия (например, интенсивность) во многом определяется индивидуальными психофизиологическими особенностями: человек может испытывать стресс в виде физического истощения, усталости или страха. Помимо внешних стимулов, стрессовая реакция также может быть вызвана внутренними факторами [1]. Быстрый поведенческий ответ на острое воздействие стрессора, так называемая реакция «бей или беги», направленная на мобилизацию физических ресурсов и повышение адаптивного потенциала организма, реализуется за счет активации катаболических процессов и иммуносупрессивных каскадов [2, 3]. При хронизации стресса эта реакция может выступать в качестве триггера для развития сопутствующих соматических и психоневрологических нарушений. Малоподвижный образ жизни и неправильное питание дополнительно способствуют увеличению массы тела и развитию нарушений углеводного и липидного обмена [3].

Стресс: этиология и патогенез

Глюкокортикоиды и катехоламины – ключевые медиаторы реакции на стресс. В острой фазе они способствуют мобилизации ресурсов организма, в то время как хроническое повышение уровня этих гормонов может индуцировать нарушения обмена глюкозы и, как результат, приводить к развитию гипергликемии, инсулинорезистентности и сахарного диабета 2 типа (СД2) [4].

Влияние глюкокортикоидов на метаболизм

Ключевую роль в активации глюконеогенеза играют глюкокортикоиды – контринсулярные гормоны, способствующие снижению уровня гликогена в печени, эффективности поглощения глюкозы мышечной и жировой тканями [4-6] и секреции инсулина клетками поджелудочной железы (Рис. 1) [9, 10]. Хронический стресс и, как следствие, длительное повышение уровня глюкокортикоидов в сыворотке крови, впоследствии могут приводить к активации катаболических процессов, снижению массы тела, повышению уровня висцерального жира и развитию инсулинорезистентности [4–6].

Ключевым регулятором поглощения глюкозы в клетках мышечной ткани является транспортер глюкозы 4-го типа (GLUT-4). В присутствии глюкокортикоидов происходит нарушение транслокации GLUT-4 на поверхность клеток в ответ на действие инсулина, что приводит к снижению способности скелетных мышц поглощать глюкозу и повышению ее уровня в периферической крови [7, 8]. В жировой ткани глюкокортикоиды стимулируют липолиз с образованием глицерина, необходимого для глюконеогенеза, и свободных жирных кислот. Все это приводит к снижению эффективности утилизации глюкозы и развитию гипергликемии.

Стресс как этиологический фактор сахарного диабета: обзорная статья (Cureus, Springer Nature)

Рисунок 1. Эффекты глюкокортикоидов

Влияние симпатоадреналовой системы на метаболизм

Повышение активности симпатоадреналовой системы на фоне хронического стресса может приводить к снижению толерантности к глюкозе и увеличению риска развития острой сердечно-сосудистой патологии [11]. Увеличение высвобождения катехоламинов способствует усилению гликолиза, гликогенолиза и глюконеогенеза. При этом подавление гликогенеза, опосредованного инсулином, способствует развитию гипергликемии и гиперлактатемии [12], а высвобождение адреналина и норадреналина и активация β-адренорецепторов (AR) – резистентности к инсулину [13, 14]. Активация β3-адренорецепторов в адипоцитах в ответ на воздействие гормончувствительой липазы приводит к накоплению свободных жирных кислот, активации митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK) и образованию церамидов (подкласс липидных молекул, состоящих из сфингозина и жирной кислоты) [15]. Последние, в свою очередь, повышают резистентность тканей к инсулину и подавляют активность протеинкиназы В (PKB) [16]. Поскольку все вышеперечисленные процессы вызывают инсулинорезистентность в тканях, они косвенно вызывают развитие СД2 у данной группы пациентов.

Сахарный диабет 1 и 2 типа

Сахарный диабет 1 типа (СД1) или инсулинозависимый диабет развивается на фоне аутоиммунных нарушений, а именно образования аутоантител, вызывающих повреждение В-клеток поджелудочной железы и снижение выработки инсулина [2-4]. Дебют заболевания чаще всего приходится на молодой возраст и отличается быстрым прогрессированием.

В основе патогенеза СД2 лежит резистентность клеток к инсулину. Данная форма диабета отличается более медленным прогрессированием по сравнению с СД1, развивается преимущественно во взрослом или пожилом возрасте и сопровождается выраженными метаболическими нарушениями. Основу терапии СД2 составляют немедикаментозные подходы (диета, физические упражнения) и фармакотерапия (Табл. 1) [5-7].

Таблица 1. Различия между сахарным диабетом 1 и 2 типа

Стресс как этиологический фактор сахарного диабета: обзорная статья (Cureus, Springer Nature)

Стресс и сахарный диабет

Хронический стресс и ожирение формируют так называемый «порочный круг»: метаболические нарушения, которые развиваются на фоне ожирения, в конечном итоге, приводят к снижению чувствительности тканей к глюкозе и развитию инсулинорезистентности. С другой стороны, с точки зрения эволюции инсулинорезистентность и стрессовая гипергликемия рассматриваются как важные адаптационные механизмы, необходимые для формирования нейрофизиологического и поведенческого ответа на воздействие угрожающего стимула [17]. Так, стрессовая гипергликемия развивается у всех позвоночных, а также червей и насекомых [17,18]. К инсулиннезависимыми тканям, активно использующим глюкозу в своей жизнедеятельности, относятся центральная и периферическая нервная системы, костный мозг, клетки крови и ретикулоэндотелиальная система [19].

Как показывают данные экспериментальных исследований, введение гипертонического раствора глюкозы при геморрагическом шоке приводит к увеличению сердечной функции, повышению артериального давления и выживаемости животных [20]. Посредством стимуляции ангиогенеза и активации антиапоптотических каскадов, острая гипергликемия предотвращает гибель клеток в условиях ишемии. Например, воздействие высоких концентраций глюкозы на кардиомиоциты в отсутствии инсулина способствует повышению устойчивости клеток к ишемии, гипоксии и воздействию высоких концентраций кальция [21]. В условиях стресса, в том числе физиологического, гипергликемия способствует повышению доступности энергетических ресурсов для иммунной и нервной систем [22-24].

Клинические симптомы сахарного диабета 2 типа

Наиболее распространенными клиническими симптомами СД2 являются повышенный аппетит, частое мочеиспускание, жажда, потеря веса, ухудшение зрения, медленно заживающие раны, рецидивирующие инфекции, онемение или покалывание в руках или ногах, черный акантоз (участки более темной кожи, чаще в подмышечных впадинах и на шее). Накопление кетоновых тел в результате повышенного распада жирных кислот в условиях инсулинорезистентности и «голодания» клеток приводят к развитию кетонурии, которая сопровождается появлением фруктового или сладкого запаха изо рта. Вместе с уровнем гликированного гемоглобина (HbA1c) кетоновые тела также являются важным клинико-диагностическим маркером СД2.

Подходы к терапии

Стресс стал «нормой жизни». И хотя полностью устранить стресс невозможно, простые ежедневные практики могут помочь минимизировать его негативное влияние на организм. Именно поэтому врачам следует уделять особое внимание информированию пациентов о существующих немедикаментозных подходах к контролю стресса, включая изменение рациона питания, снижение веса или регулярные физические нагрузки, способные оказывать анксиолитическое и антидепрессивное действие [25-29]. Пациенты могут также использовать различные техники релаксации, например, глубокое дыхание, медитацию, йогу и др. Дополнительным физиологическим фактором, влияющим на адаптивный потенциал организма, является сон. Показано, что недостаток сна может привести к снижению адаптивного потенциала и усилению реакции на стресс [30].

Лечение сахарного диабета 2 типа

Немедикаментозные подходы играют важную роль в терапии СД2. Так, для коррекции модифицируемых факторов риска, таких как лишний вес и повышенный уровень глюкозы в крови, врачу следует повышать мотивацию пациента к изменению образа жизни, включая рацион питания и физическую активность. Если немедикаментозные методы оказываются мало- или неэффективными, рекомендуется переход на фармакотерапию. Среди пероральных гипогликемических препаратов средством первой линии является метформин, который способствует нормализации уровня глюкозы в крови, преимущественно за счет уменьшения глюконеогенеза и повышения чувствительности тканей к инсулину. Важной особенностью метформина является его способность снижать уровень глюкозы без развития гипогликемии, которая является частым побочным эффектом большинства пероральных гипогликемических средств [31, 32].

В комбинации с метформином могут использоваться вспомогательные препараты, например, ингибиторы альфа-глюкозидазы (воглибоза, акарбоза), которые за счет обратимого ингибирования фермента в кишечнике способствуют замедлению всасывания глюкозы после приема пищи [33, 34]. В рамках комплексной терапии также возможно назначение препаратов сульфонилмочевины, снижающих уровень сахара в крови посредством стимуляции секреции инсулина.

Другие пероральные гипогликемические препараты представлены ингибиторами дипептидилпептидазы-4, тиазолидиндионами, меглитинидами и др. Если пероральные гипогликемические средства неэффективны или противопоказаны пациентам, рекомендуется переход на терапию инсулином.

Важно помнить, что назначение фармакотерапии не исключает необходимость коррекции модифицируемых факторов риска. Так, изменение питания и образа жизни не только позволяют снизить массу тела, но и способствовать нормализации чувствительности тканей к инсулину. Для снижения количества потребляемых калорий и жира пациентам стоит выбирать блюда с высоким содержанием клетчатки. Основное внимание следует уделять цельным злакам, овощам и фруктам [33, 34].

Осложнения сахарного диабета 2 типа

Длительное течение СД2 неизбежно приводит к развитию осложнений со стороны различных систем организма. В частности, у пациентов могут развиваться невропатии, нефропатии, ретинопатии, персистирующие инфекционные заболевания, нарушаться процессы регенерации и слуха. Именно поэтому профилактика заболевания всегда будет более эффективной, чем лечение.

Заключение

Данные многочисленных исследований указывают на тесную связь между стрессом и развитием метаболических нарушений, в том числе СД2. И хотя стресс – это неотъемлемая часть повседневной жизни и важный эволюционный механизм адаптации, в случае хронизации он становится клинически значимым фактором риска развития и прогрессирования коморбидных нарушений. Гипергликемия на фоне длительного стресса в совокупности с другими метаболическими каскадами и факторами риска способствуют развитию резистентности тканей к инсулину и развитию СД2, а в дальнейшем – полиорганной недостаточности.

Задача врача – своевременно информировать пациентов о простых и доступных подходах к борьбе со стрессом, мотивировать к изменению образа жизни и рациона питания. Если же не удается достичь эффективного контроля уровня глюкозы в крови с помощью немедикаментозных методов, пациентам следует назначать прием пероральных гипогликемических препаратов. В случае неэффективности последних рекомендуется переход на терапию инсулином.

Своевременная диагностика и начало терапии остаются главными факторами, определяющими риск развития осложнений и прогрессирования заболевания. Именно поэтому врачам любой специальности необходимо тщательно собирать анамнез у пациента для определения причины гипергликемии.

Список литературы

  1. Yaribeygi H, Panahi Y, Sahraei H, Johnston TP, Sahebkar A: The impact of stress on body function: a review. EXCLI J. 2017, 16:1057-72. 10.17179/excli2017-480
  2. Chrousos GP, Gold PW: The concepts of stress and stress system disorders. Overview of physical and behavioral homeostasis. JAMA. 1992, 267:1244-52.
  3. Kyrou I, Tsigos C: Stress hormones: physiological stress and regulation of metabolism. Curr Opin Pharmacol. 2009, 9:787-93. 10.1016/j.coph.2009.08.007
  4. Kuo T, McQueen A, Chen TC, Wang JC: Regulation of glucose homeostasis by glucocorticoids. Adv Exp Med Biol. 2015, 872:99-126. 10.1007/978-1-4939-2895-8_5
  5. Haymond MW, Horber FF, De Feo P, Kahn SE, Mauras N: Effect of human growth hormone and insulin-like growth factor I on whole-body leucine and estimates of protein metabolism. Horm Res. 1993, 40:92-4. 10.1159/000183773
  6. Andrews RC, Walker BR: Glucocorticoids and insulin resistance: old hormones, new targets. Clin Sci (Lond). 1999, 96:513-23.
  7. Oda N, Nakai A, Mokuno T, et al.: Dexamethasone-induced changes in glucose transporter 4 in rat heart muscle, skeletal muscle and adipocytes. Eur J Endocrinol. 1995, 133:121-6. 10.1530/eje.0.1330121
  8. Dimitriadis G, Leighton B, Parry-Billings M, et al.: Effects of glucocorticoid excess on the sensitivity of glucose transport and metabolism to insulin in rat skeletal muscle. Biochem J. 1997, 321 ( Pt 3):707-12. 10.1042/bj3210707
  9. Boden G, Shulman GI: Free fatty acids in obesity and type 2 diabetes: defining their role in the development of insulin resistance and beta-cell dysfunction. Eur J Clin Invest. 2002, 32 Suppl 3:14-23. 10.1046/j.1365- 2362.32.s3.3.x 10. Boden G: Free fatty acids, insulin resistance, and type 2 diabetes mellitus. Proc Assoc Am Physicians. 1999, 111:241-8.
  10. 1046/j.1525-1381.1999.99220.x
  11.  Rozanski A, Blumenthal JA, Kaplan J: Impact of psychological factors on the pathogenesis of cardiovascular disease and implications for therapy. Circulation. 1999, 99:2192-217. 10.1161/01.cir.99.16.2192
  12. Barth E, Albuszies G, Baumgart K, et al.: Glucose metabolism and catecholamines. Crit Care Med. 2007, 35:S508-18. 10.1097/01.CCM.0000278047.06965.20
  13. Onyango AN: Cellular stresses and stress responses in the pathogenesis of insulin resistance. Oxid Med Cell Longev. 2018, 2018:4321714. 10.1155/2018/4321714
  14. Mangmool S, Denkaew T, Parichatikanond W, Kurose H: β-adrenergic receptor and insulin resistance in the heart. Biomol Ther (Seoul). 2017, 25:44-56. 10.4062/biomolther.2016.128
  15. Mottillo EP, Shen XJ, Granneman JG: beta3-adrenergic receptor induction of adipocyte inflammation requires lipolytic activation of stress kinases p38 and JNK. Biochim Biophys Acta. 2010, 1801:1048-55. 10.1016/j.bbalip.2010.04.012
  16. Reali F, Morine MJ, Kahramano?ullar? O, Raichur S, Schneider HC, Crowther D, Priami C: Mechanistic interplay between ceramide and insulin resistance. Sci Rep. 2017, 7:41231. 10.1038/srep41231
  17. Soeters MR, Soeters PB: The evolutionary benefit of insulin resistance. Clin Nutr. 2012, 31:1002-7. 1016/j.clnu.2012.05.011
  18. Barreto RE, Volpato GL: Stress responses of the fish Nile tilapia subjected to electroshock and social stressors. Braz J Med Biol Res. 2006, 39:1605-12.10.1590/s0100-879x2006001200012
  19. Shepherd PR, Kahn BB: Glucose transporters and insulin action--implications for insulin resistance and diabetes mellitus. N Engl J Med. 1999, 341:248-57. 10.1056/NEJM199907223410406
  20. McNamara JJ, Mills D, Aaby GV: Effect of hypertonic glucose on hemorrhagic shock in rabbits. Ann Thorac Surg. 1970, 9:116-21. 10.1016/S0003-4975(10)65784-0
  21. Ma G, Al-Shabrawey M, Johnson JA, et al.: Protection against myocardial ischemia/reperfusion injury by short-term diabetes: enhancement of VEGF formation, capillary density, and activation of cell survival signaling. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2006, 373:415-27. 10.1007/s00210-006-0102-1
  22. Lang CH, Dobrescu C: Gram-negative infection increases noninsulin-mediated glucose disposal. Endocrinology. 1991, 128:645-53. 10.1210/endo-128-2-645
  23. Oddo M, Schmidt JM, Carrera E, et al.: Impact of tight glycemic control on cerebral glucose metabolism after severe brain injury: a microdialysis study. Crit Care Med. 2008, 36:3233-8. 10.1097/CCM.0b013e31818f4026
  24. Duning T, van den Heuvel I, Dickmann A, et al.: Hypoglycemia aggravates critical illness-induced neurocognitive dysfunction. Diabetes Care. 2010, 33:639-44. 10.2337/dc09-1740
  25. Stults-Kolehmainen MA, Sinha R: The effects of stress on physical activity and exercise. Sports Med. 2014, 44:81-121. 10.1007/s40279-013-0090-5
  26. Jackson EM: Stress relief: the role of exercise in stress management. ACSMs Health Fit J. 2013, 17:14-9. 10.1249/FIT.0b013e31828cb1c9
  27. Yau YH, Potenza MN: Stress and eating behaviors. Minerva Endocrinol. 2013, 38:255-67.
  28. van der Valk ES, Savas M, van Rossum EF: Stress and obesity: are there more susceptible individuals? Curr Obes Rep. 2018, 7:193-203. 10.1007/s13679-018-0306-y
  29. Maruyama S, Morimoto K: The effects of lifestyle and type a behavior on the life-stress process. Environ Health Prev Med. 1997, 2:28-34. 10.1007/BF02931226
  30. Alotaibi AD, Alosaimi FM, Alajlan AA, Bin Abdulrahman KA: The relationship between sleep quality, stress, and academic performance among medical students. J Family Community Med. 2020, 27:23-8.
  31. Corcoran C, Jacobs TF: Metformin. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing, Treasure Island (FL); 2022.
  32. Lv Z, Guo Y: Metformin and its benefits for various diseases. Front Endocrinol (Lausanne). 2020, 11:191. 10.3389/fendo.2020.00191
  33. Scheen AJ: Voglibose for prevention of type 2 diabetes mellitus. Lancet. 2009, 373:1579-80. 10.1016/S0140- 6736(09)60575-4
  34. Dabhi AS, Bhatt NR, Shah MJ: Voglibose: an alpha glucosidase inhibitor. J Clin Diagn Res. 2013, 7:3023-7. 10.7860/JCDR/2013/6373.3838

Купить номер с этой статьей в pdf


Еженедельный дайджест "Лечащего врача": главные новости медицины в одной рассылке

Подписывайтесь на нашу email рассылку и оставайтесь в курсе самых важных медицинских событий


поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
Нажимая на кнопку Подписаться, вы даете согласие на обработку персональных данных

Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт