Prof G.Püschel diabeedist, düslipideemiast ja ateroskleroosist läbi toitumisteaduse vol I

Endale selgema ülevaate saamiseks hakkasin tõlkima Potsdami Ülikooli kursuse „Molecular Basis of Nutriton Related Diseases“ (toitumisega seotud haiguste molekulaarsed alused) materjale. Kursusest endast võid lugeda täpsemalt Iversity kodulehelt.

Tegemist ei ole taimetoitlasest professoriga ega veganitest teadlastega:). Ja taimetoidust juttu ei tulegi:). Kuid tähelepanelikult lugedes seda materjali, võid leida palju ilmselgeid seoseid ja aru saada, kuidas me sellele diabeedi, ateroskleroosi, düslipideemia teele oleme läinud ja jäänudki.

Kursuse esimene osa on suhteliselt lihtsalt mõistetav. Et seda veelgi illustreerida, võiks küsida, mis juhtub pilgeni täis riidekapiga, kuhu topitakse veel paar kasti riideid? Mis juhtub raamaturiiuliga, kui sinna laotakse juurde aina uusi raskusi? Kui garaaž on mõeldud 2 autole, siis kas tundub arukas võtta kuvalda ja press ning toppida sellesse garaaži 10 autot? Kui sul on hea elada koos ühe elukaaslasega, kas 25 elukaaslast sinuga ühes toas oleks meeldiv? Umbes nii me teemegi oma kehaga. Looduses on saadaval ainult suhteliselt lahja toit. Lahja toit annab keskmiselt energiat. Võib-olla isegi vähe energiat. Kuid tegelikult piisavalt, et saada enda käsutusse jõud, mis ei kurna liigselt. Sa ei saa piisavalt energiat selleks, mida sa nii meeletult tahad. Kuna sa tahad seda, mida sul ei ole ja sa tahad seda, mis sul on, palju-palju-palju rohkem. Sestap anname kehale ka energiat palju-palju-palju rohkem. Me oleme õppinud tegema ka sellist toitu, mis pakatab meeletust energiast. Õun on lahja, mahub peopessa. Võipakk mahub ka. Mis on või? Lehm ca 500 kg sünnitab vasika ca 31 kg. Vasikas joob päevas 8 liitrit piima (sunnitud piirang) ja vabalt valides ca 12 liitrit piima ning kaalub 9 kuuselt 250-270kg. St võtab kuus juurde kuni 36 kg.  9 kuuselt on lehm valmis andma uut järglast. Või sisaldab 80% rasva ja 3,25% piima kohta tuleb – 10 liitrit piima annab 0,39 liitrit võid. Selle koguse võid söövad paljud saiakestes, pitsades, praetoitudes ära mitu korda päevas. Õli-margariini puhul ei ole vahet – kalorsus on rasva puhul meeletu energia. Võimalus olla veel parem, saada veel rohkem.

Järgnevate tõlgete puhul koorub välja tegelikult ka see, miks tänapäevane diabeedi ravi mingit tulemit ei anna ja ei saagi anda. Loodus andis meile insuliini ja kogu selle energia talletamise-vabanemise protsessi looduses elamiseks. See on sügavalt meie geenides – nii märgivad edaspidi viidatavad uuringud ja paljud teadlased. Looduses käib vaheldumisi toidu rikkus ja toidu vaegus. On ajad, mil toitu on külluses, siin on abiks insuliin. On ajad, mil toitu on väga vähe. Ja kõik toimib – sestap metsloomad ei ole diabeedis. Nad saavad vahel palju süüa, kuid on aegu kus on päris pikk paast.  Ülesöönud kodukassid ja –koerad aga juba on diabeedis. Lakkamatu ja pidev söömine – igapäevane pidulaud. Ei mingit suurt energiakulu selle kättesaamisel. Igapäevane kümnekordselt kokkupressitud rasva-valgu-rafineeritud süsivesiku energiapomm. Keha lõpetab insuliini tootmise, kuna energiat on liiast. ß-rakk sureb välja, kuna jätkuv hullumeelne energiavoog ei paistagi lõppevat. Ja me vaevame pead selle üle, miks pankreas enam beeta rakke ei tooda! Kuidas ta saakski – ei ole ju vajadust, ei ole looduslikku vähesust. Mitte keegi isegi ei püüa ravida oma diabeeti sellega, et sööks vähem ja palju vähem kontsentreeritud toitu. Liiguks enam. Meie keha geneetikaga on kõik korras. See toimib suurepäraselt.  Mida rohkem, seda uhkem – see vanasõna on nüüd oma lae saavutanud (võib-olla) ja diabeedi puhul peaks elama vastupidise sõnaga – mida vähem, seda parem.

Prof. Gerhard Püchel Pottsdami Ülikoolist:

Meie aju ei ole ainult koht, millega me mõtleme; aju kontrollib paljusid elulisi funktsioone kehas. Korralikuks tööks vajab keha glükoosi – konstantselt. Glükoosist toodetakse ATP (Adenosiintrifosfaat ehk adenosiin-5’-(tetravesinik trifosfaat) ehk ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigirakkude metabolismis. ATP on makroergiline ühend. ATP-d toodetakse kõige rohkem mitokondrites.), mis annab energiat närvirakkude rakufunktsioonide tarbeks. Aju korralikuks funktsioneerimiseks on vajalik vere glükoositaseme teatud kindel miinimum. Ja alla selle kriitilise miinimumi langemine toob kaasa surma.

Glükoosi saame omale toidust. Normaalse toidukorra puhul saame glükoosi palju rohkem, kui keha akuutselt vajab. Glükoosi ülejääki säilitatakse glükogeenina maksas. 

Toidukordade vahel, mil väljastpoolt glükoosi kehasse ei tule, kasutatakse seda varu, et aju saaks glükoosi. Kui glükoosi tuleb kehasse pidevalt suures koguses, siis on ka skeletilihas võimeline säilitama suurel hulgal glükoosi glükogeeni vormis. Kuid erinevalt maksast, ei suuda lihas anda glükoosi verre, et pakkuda ajule energiat.

Võib arvata, et siis tasub hoida vere glükoositase nii kõrgel kui võimalik, et ajul oleks energia kindlustatud. Lühiajaliselt ei ole kõrge glükoositase tervisele ilmtingimata ohtlik, kuid pikemas perspektiivis on ta seda aga küll. Seega peab glükoosi tase olema optimaalne. Hormooni, mis takistab vere glükoositaset tõusmast üle optimaalse, nimetatakse insuliiniks. Insuliini toodab pankrease ß-rakk ja insuliin vabaneb verre, kui vere glükoositase tõuseb. Glükoos stimuleerib insuliini vabanemist pankreasest. Insuliin aga omakorda stimuleerib glükoosi tootmist glükogeeniks nii maksas, kui skeletilihastes ning inhibeerib (takistab) glükoosi vabanemist maksast.

Meie toit sisaldab rasva. Kui aju välja jätta, siis suudavad paljud organid toota omale energiat (ATP) rasvas leiduvate rasvhapete oksüdeerimisel. Kui rasvhappeid tuleb kehasse rohkem keha otsesest vajadusest, siis rasvhappeid säilitatakse triglütseriidide vormis rasvkoes. Sealt võib toidukordade vaheajal energiat mobiliseerida. Insuliin stimuleerib rasvhapete triglütseriidide vormis rasvkoes säilitamise ja inhibeerib (takistab) sellest laost rasvhapete vabanemist. Vastupidiselt glükogeeni laole võib triglütseriidide ladu tohutult kasvada – seda juhul, kui energia juurdevool ületab pidevalt energia vajaduse. Tekib ülekaal ja edasi rasvumine.

Kui rasvkude ületab oma tervislikud piirid, siis hakkab ta häirima ainevahetuse protsesse. Täpsemalt – rasvkoest vabanevad mediaatorid ja substraadid, mis kahjustavad insuliini funktsioone skeletilihastes ja maksas. Kuigi insuliin ringleb veres, ei saa ta enam stimuleerida glükoosi muutmist glükogeeniks ega ka inhibeerida glükoosi vabanemist maksast. Lihas, maks ja samuti ka rasvkude ise muutvad nö insuliini resistentseks.

Selle tulemusena hakkab tõusma vere glükoositase. Pankreas püüab kompenseerida insuliini resistentsust sellega, et toodab veel enam insuliini. Nii võib teatud ajaks vere glükoositase olla normis – hoolimata insuliini resistentsusest. Kuid aastate jooksul ß-rakud kahjustuvad sedavõrd, et ei suuda toota enam piisavalt insuliini, et insuliini resistentsusega hakkama saada. Nüüd jääb vere glükoositase kõrgeks ja tekib 2 tüübi diabeet.

KUIDAS TEKIB INSULIINI RESISTENTSUS?

Et saada parem ülevaade, vaatame lihtsustatud skeemi sellest, kuidas insuliin töötab skeletilihases, maksas ja rasvkoes.

Insuliin on proteiinhormoon, mis ei suuda rakku siseneda. Insuliinile tundlikud rakud vajavad enne seega signaali raku pealispinnalt - selle signaali võtab vastu insuliini retseptor, mis seob endaga insuliini ja laseb ta raku sisemusse, kus insuliin saab osa võtta raku funktsioonidest. Rakusisene signaalahel aktiveeritakse – see hõlmab endaga mitmeid erinevaid valke plasma membraani sisepinnal. Signaal nö levib mööda seda valgulist ahelat ja oma struktuuri kergelt muutes toimub ahela aktiveerumine. Sellise signaalahela eesmärk on võimendada signaali ja anda edasi täpsem informatsioon. Ahela lõpus aktiveeritakse ensüümid, mis moduleerivad järgmiste valkude funktsioonid – näiteks: seovad enda külge fosfaadi (seda ensüümi teatakse, kui valgu kinaas  ingl.k protein kinase http://et.wikipedia.org/wiki/Proteiinkinaasid ). Üks olulisi kinaase kannab nime Akt kinaas. See kinaas on vastutav suurenenud glükoosihulga vastuvõtu eest skeletilihasesse, suurenenud glükogeeni sünteesi eest maksas ja skeletilihases ja suurenenud triglütseriidide sünteesis rasvkoes.

Kui rakud on energiaga üle ujutatud ja seega ei tohiks  endasse enam võtta rohkem energiat, siis nad hakkavad andma signaale, mis nö eraldab signaalahela insuliini retseptorist. Samuti saavad rakud vastu võtta insuliini vastuvõtmise lõpetamise signaali teistelt rakkudelt. Paljud rakud, mis on seotud kudedes põletiku tootmisega, toodavad selliseid signaale. Ei ole oluline, kas signaal tuleb raku seest- või väljastpoolt -  insuliini retseptori signaalahel katkeb. Toimub see kahel viisil: kas signaalahela kahe valgu vahel signaali edasi andmine peatub või nõrgeneb signaalahela ühes valgus signaali edasikandumine. Insuliin suudab ennast edasi siduda insuliini retseptori külge raku välispinnal, kuid kuna signaal puudub, kinaas ei vabane. Rakk on muutunud insuliini resistentseks.

KUIDAS INSULIINI RESISTENTSUS MÕJUTAB ERINEVAID KUDESID?

Rasvarakkudes stimuleerib insuliin rasvhapete ladustamist triglütseriidide lattu ja inhibeerib (takistab) sellest laost rasvhapete vabanemist. Ilmselgelt on rasvkoe laienemine kogu keha insuliini resistentsuse lähtepunkt ning rasvkude ongi esimene koht, kus insuliini resistentsus välja areneb. See hõlmab endas juba eelnevalt kirjeldatud mehhanismid: adipotsüütide (ingl. k. Adipocytes  - teatud ka kui lipotsüüdid ja rasvarakud – on rakud, millest peamiselt koosneb rasvkude; need rakud on spetsialiseerunud energia säilitamisele rasvana) ülekoormamine triglütsertiididega tekitab signaalid üleliigse energiakoguse osas. Osad adipotsüüdid, mis on endasse aplalt lipiide ahminud, surevad ja tekib lokaalne madalama astme põletik. Mõlemad signaalid: nii üleliigse energiakoguse, kui ka põletiku omad lõhuvad insuliini signaalahela rasvarakkudes ning rasvarakud muutvad insuliini resistentseks. Insuliinile resistentne rasvarakk enam rasvhappeid ei säilita. Pigem nad vabastavad rasvhapped, et varusid vähendada, kuigi keha ülejäänud koed täiendavat energiat ei vaja. Rasvhapete väljavool rasvarakkudest keha teistesse kudedesse suureneb ja teiste kudede koormus sellega toime tulla kasvab.

Mis juhtub maksas ja skeletilihases, kui nad saavad rasvhappeid rohkem,  kui tavapärase metabolismi raames vaja?

Skeletilihasel on kaks viisi toota ATP-d: ta võib põletada glükoosi anaeroobses ja aeroobses glükolüüsis või ta põletab rasvhappeid. Kui glükoosi on külluslikult, siis skeletilihas võib üles ehitada glükogeeni lao. Insuliin stimuleerib glükoosi säilitamist glükogeeni vormis. Igal juhul on reegliks, et skeletilihases ladustatakse rasvhappeid triglütseriidide vormis vähe või üldse mitte. See aga muutub, kui rasvkoe düsfunktsioneerimise tulemusena jõuab lihaseni järjepidev ülemäärane rasvhapete kogus. Skeletilihas hakkab üles ehitama ladu, mida nimetatakse ektoopiliseks ( ektoopiline rasv defineeritakse kui triglütseriidide depoo mitte-rasvkoe rakkudes, mis normaalselt sisaldavad ainult väga väheses koguses rasva) triglütseriidide laoks. Nüüd loob ektoopiline triglütseriidide ladu energia ülekülluse signaalid, mis lõhuvad insuliini signaalahela. Siitsamast tekibki hüperglükeemia, eriti peale toidukordi.

Maksal on täita väga palju funktsioone ja ta teenindab kogu keha. Üks olulisim funktsioon on olla puhver: säilitada liigset glükoosi ja anda vajadusel glükoosi välja, sealhulgas ajule.  Insuliin reguleerib seda funktsiooni, suurendades glükoosi varusid ja inhibeerides (takistades) glükoosi vabanemist. Lisaks sellele mängib maks olulist rolli lipiidide metabolismis (ainevahetuses). Ta pakib lipiidid ümber nii, et teistel kudedel oleks neid parem kasutada ja suudab isegi liigse koguse süsivesikuid muuta rasvhapeteks. Normaaljuhul maks ei ladusta suuremat kogust lipiide. Ja jällegi – see muutub, kui rasvhapete kogus aina kasvab. Maksarakud akumuleerivad triglütseriidid. Areneb välja rasvunud maks. Selline triglütseriidide akumuleerimine rikub maksaraku normaalset funktsioneerimist. Nii nagu skeletilihaseski katkeb insuliini signaalahel energia ülekülluse signaalide tõttu. Lisaks sellele, mõned lipiididega täitunud maksarakud surevad ja tekib lokaalne madala astmega põletik. See loob täiendavad signaalid, mis samuti katkestavad insuliini signaalahela maksarakkudes. Tagajärjeks on, et insuliin ei saa enam peale sööki stimuleerida glükoosi ladustamist maksas ja ei saa ka toidukordade vahel takistada maksas liigse glükoosi tootmist. Tagajärjeks on kõrgem glükoositase veres.

Rasvkoe düsfunktsioneerimine ülekaalus ja rasvunud inimestel võib mõjutada insuliini tegevust maksas ja skeletilihases veel ühel moel: terve rasvkude vabastab hormoone, mis aitavad insuliinil suurendada glükoosi utiliseerimist maksast ja skeletilihasest. Üks sellistest hormoonidest on adiponektiin. Seda hormooni toodab terve adipotsüüt. Kui triglütseriidide ladu adipotsüüdis kasvab, siis adiponektiini tootmine väheneb. Kui adiponektiini tase väheneb, väheneb skeletilihasest ja maksast utiliseeritava glükoosi hulk. Adiponektiini koguse vähenemine viib terve keha insuliini resistentsuse arenguni....

Selleks korraks on juba piisavalt pikk tekst. Mingil ajal (kui on vihmane ja aed ei kutsu), läheb see kõik edasi, aina sügavamale ja sügavamale. Ma siin muidu mõtisklen, et hoolimata energia üleküllusest ja liig ravsasest toidust ostame apteekidest ja tervisepoodidest head rasva aina lisaks:).