Ключові слова
інсулінорезистентність
імунометаболізм
гіперглікемія
алостаз
стрес
Як цитувати
Анотація
In press
Актуальність. Інсулінорезистентність (ІР) традиційно розглядається як один із ключових механізмів розвитку метаболічного синдрому, цукрового діабету 2 типу та пов’язаних із ними серцево-судинних ускладнень. Водночас зміни чутливості до інсуліну виникають також під час голодування, фізичного навантаження, вагітності, гострого стресу, травми та запалення, що свідчить про їхню можливу адаптивну роль у регуляції енергетичного обміну.
Мета. Узагальнити сучасні дані щодо ролі тканинної чутливості до інсуліну в системній імунометаболічній адаптації та обґрунтувати концепцію її регуляції як механізму функціонального пріоритету.
Матеріали та методи. Пошук наукових джерел для наративного огляду проведений в PubMed, Scopus, Web of Science та Google Scholar. Узагальнення даних здійснювали з використанням концептуального та інтегративного підходів. Дослідження виконано як приватна ініціатива авторів, без грантової підтримки та держаної реєстрації теми.
Етика дослідження. Для аналізу відібрані лише ті джерела, де дотримані сучасні біоетичні норми.
Результати. Наявні дані свідчать, що зміни чутливості до інсуліну мають тканинно-специфічний характер і можуть виконувати адаптивну функцію. При гострому запаленні активація цитокінової мережі, гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової осі, симпатоадреналової системи та інших контрінсулярних механізмів супроводжується стресовою гіперглікемією, мобілізацією енергетичних субстратів і вибірковим зниженням чутливості до інсуліну у скелетних м’язах та жировій тканині. Це сприяє підвищенню доступності енергетичних ресурсів для клітин вродженого імунітету, центральної нервової системи та інших життєво важливих структур. Запропоновано розглядати регуляцію тканинної інсулінової чутливості як механізм функціонального пріоритету, що забезпечує перерозподіл ресурсів відповідно до адаптаційних потреб організму. Обґрунтовано концепцію імунометаболічного алостазу, в межах якої ІР може виступати не лише проявом метаболічної патології, а й елементом координованої адаптаційної відповіді. Показано, що гостре посттравматичне та низькоінтенсивне стерильне запалення при метаболічному синдромі використовують спільні механізми нейроендокринної регуляції.
Висновки. Тканинна чутливість до інсуліну може розглядатися як важливий компонент системної імунометаболічної адаптації організму. Запропонована концепція функціонального пріоритету дає підстави розглядати регуляцію чутливості до інсуліну як один із механізмів перерозподілу енергетичних ресурсів між функціональними системами залежно від їхнього значення для адаптації, виживання та відновлення організму.
Ключові слова: ендокрінологія, інсулінорезистентність, імунометаболізм, гіперглікемія, алостаз, стрес.
Посилання
Petersen MC, Shulman GI. Mechanisms of insulin action and insulin resistance. Physiol Rev. 2018;98(4):2133-223. DOI:10.1152/physrev.00063.2017. PMID: 30067154.
Samuel VT, Shulman GI. The pathogenesis of insulin resistance: integrating signaling pathways and substrate flux. J Clin Invest. 2016;126(1):12-22. DOI: 10.1172/JCI77812. PMID: 26727229.
Shoelson SE, Lee J, Goldfine AB. Inflammation and insulin resistance. J Clin Invest. 2006;116(7):1793-1801. DOI: 10.1172/JCI29069. PMID: 16823477.
Hotamisligil GS. Inflammation, metaflammation and immunometabolic disorders. Nature. 2017;542(7640):177-85. DOI: 10.1038/nature21363. PMID: 28179656.
Saltiel AR, Olefsky JM. Inflammatory mechanisms linking obesity and metabolic disease. J Clin Invest. 2017;127(1):1-4. DOI: 10.1172/JCI92035. PMID: 28045402.
Rask-Madsen C, Kahn CR. Tissue-specific insulin signaling, metabolic syndrome, and cardiovascular disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2012;32(9):2052-9. DOI: 10.1161/ATVBAHA.111.241919. PMID: 22895666.
Wang A, Huen SC, Luan HH, Yu S, Zhang C, Gallezot JD, et al. Opposing effects of fasting metabolism on tissue tolerance in bacterial and viral inflammation. Cell. 2016;166(6):1512-25.e12. DOI: 10.1016/j.cell.2016.07.026. PMID: 27610573.
Richter EA, Hargreaves M. Exercise, GLUT4, and skeletal muscle glucose uptake. Physiol Rev. 2013;93(3):993-1017. DOI: 10.1152/physrev.00038.2012. PMID: 23899560.
Barbour LA, McCurdy CE, Hernandez TL, Kirwan JP, Catalano PM, Friedman JE. Cellular mechanisms for insulin resistance in normal pregnancy and gestational diabetes. Diabetes Care. 2007;30(Suppl_2):S112-9. DOI: 10.2337/dc07-s202. PMID: 17596458.
Chrousos GP. Stress and disorders of the stress system. Nat Rev Endocrinol. 2009;5(7):374-81. DOI: 10.1038/nrendo.2009.106. PMID: 19488073.
Medzhitov R. Origin and physiological roles of inflammation. Nature. 2008;454(7203):428-35. DOI: 10.1038/nature07201. PMID: 18650913.
James DE, Stöckli J, Birnbaum MJ. The aetiology and molecular landscape of insulin resistance. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021;22(11):751-771. DOI: 10.1038/s41580-021-00390-6. PMID: 34285405.
O'Neill LAJ, Kishton RJ, Rathmell J. A guide to immunometabolism for immunologists. Nat Rev Immunol. 2016;16(9):553-65. DOI: 10.1038/nri.2016.70. PMID: 27396447.
Hotamisligil GS. Foundations of immunometabolism and implications for metabolic health and disease. Immunity. 2017;47(3):406-20. DOI: 10.1016/j.immuni.2017.08.009. PMID: 28930657.
Biletska OM, Gаryachiу YeV, Markovska OV, Latohuz SI, Shevchenko AS. Integration of the hypothalamic–pituitary–adrenal and hypothalamic–pituitary–thyroid axes in immunometabolic allostasis of the acute phase of inflammation: A unified cytokine-mediated regulatory complex. Medicine Today and Tomorrow. 2025;94(4):18p. In press. DOI: 10.35339/msz.2025.94.4.bgm. [In Ukrainian].
Chawla A, Nguyen KD, Goh YPS. Macrophage-mediated inflammation in metabolic disease. Nat Rev Immunol. 2011;11(11):738-49. DOI: 10.1038/nri3071. PMID: 21984069.
Pearce EL, Pearce EJ. Metabolic pathways in immune cell activation and quiescence. Immunity. 2013;38(4):633-43. DOI: 10.1016/j.immuni.2013.04.005. PMID: 23601682.
Ganeshan K, Chawla A. Metabolic regulation of immune responses. Annu Rev Immunol. 2014; 32:609-34. DOI: 10.1146/annurev-immunol-032713-120236. PMID: 24655299.
Czech MP. Insulin action and resistance in obesity and type 2 diabetes. Nat Med. 2017;23(7):804-14. DOI: 10.1038/nm.4350. PMID: 28697184.
Chrousos GP, Gold PW. The hypothalamic-pituitary-adrenal axis and immune-mediated inflammation. N Engl J Med. 1995;332(20):1351-62. DOI: 10.1056/NEJM199505183322008. PMID: 7715646.
Kahn BB, Flier JS. Obesity and insulin resistance. J Clin Invest. 2000;106(4):473-81. DOI: 10.1172/JCI10842. PMID: 10953022.
Medzhitov R. Disease tolerance as a defense strategy. Science. 2012;335(6071):936-941. DOI: 10.1126/science.1214935. PMID: 22363001.
Wallace TM, Levy JC, Matthews DR. Use and abuse of HOMA modeling. Diabetes Care. 2004;27(6):1487-95. DOI: 10.2337/diacare.27.6.1487. PMID: 15161807.
DeFronzo RA, Tobin JD, Andres R. Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance. Am J Physiol. 1979;237(3): E214-23. DOI: 10.1152/ajpendo.1979.237.3. E214. PMID: 382871.
Pivonello R, Isidori AM, De Martino MC, Newell-Price J, Biller BMK, Colao A. Complications of Cushing's syndrome: state of the art. Lancet Diabetes Endocrinol. 2016;4(7):611-29. DOI: 10.1016/S2213-8587(16)00086-3. PMID: 27177728.
Warner MH, Beckett GJ. Mechanisms behind the non-thyroidal illness syndrome: an update. J Endocrinol. 2010;205(1):1-13. DOI: 10.1677/JOE-09-0412. PMID: 20016054.
Fliers E, Bianco AC, Langouche L, Boelen A. Thyroid function in critically ill patients. Lancet Diabetes Endocrinol. 2015;3(10):816-25. DOI: 10.1016/S2213-8587(15)00225-9. PMID: 26071885.
Van den Berghe G. Non-thyroidal illness in the ICU: a syndrome with different faces. Thyroid. 2014;24(10):1456-65. DOI: 10.1089/thy.2014.0201. PMID: 24845024.
Biletska OM, Golka GG, Danylchenko SI, Arestova TV, Shevchenko AS. Low triiodothyronine in metabolic and inflammatory stress: A context-dependent model of thyroid adaptation. Inter Collegas. 2026;13(1):9p. In press. DOI: 10.35339/ic.2026.13.1.bgd.
McEwen BS, Wingfield JC. What is in a name? Integrating homeostasis, allostasis and stress. Horm Behav. 2010;57(2):105-111. DOI: 10.1016/j.yhbeh.2009.09.011. PMID: 19786032.
Eming SA, Wynn TA, Martin P. Inflammation and metabolism in tissue repair and regeneration. Science. 2017;356(6342):1026-30. DOI: 10.1126/science.aam7928. PMID: 28596335.
Wynn TA, Vannella KM. Macrophages in tissue repair, regeneration, and fibrosis. Immunity. 2016;44(3):450-62. DOI: 10.1016/j.immuni.2016.02.015. PMID: 26982353.
Kelley KW, Bluthé RM, Dantzer R, Zhou JH, Shen WH, Johnson RW, et al. Cytokine-induced sickness behavior. Brain Behav Immun. 2003;17(Suppl_1):S112-8. DOI: 10.1016/S0889-1591(02)00027-6. PMID: 12615196.
Serhan CN. Pro-resolving lipid mediators are leads for resolution physiology. Nature. 2014;510(7503):92-101. DOI: 10.1038/nature13479. PMID: 24899309.
Bano G, Trevisan C, Carraro S, Solmi M, Luchini C, Stubbs B, et al. Inflammation and sarcopenia: a systematic review and meta-analysis. Maturitas. 2017;96:10-5. DOI: 10.1016/j.maturitas.2016.11.006. PMID: 28041587.
Gurtner GC, Werner S, Barrandon Y, Longaker MT. Wound repair and regeneration. Nature. 2008;453(7193):314-21. DOI: 10.1038/nature07039. PMID: 18480812.
Cruz-Pineda WD, Parra-Rojas I, Rodríguez-Ruíz HA, Illades-Aguiar B, Matia-García I, Garibay-Cerdenares OL. The regulatory role of insulin in energy metabolism and leukocyte functions. J Leukoc Biol. 2022;111(1):197-208. DOI: 10.1002/JLB.2RU1220-847R. PMID: 33724523.
Weichhart T, Hengstschläger M, Linke M. Regulation of innate immune cell function by mTOR. Nat Rev Immunol. 2015;15(10):599-614. DOI: 10.1038/nri3901. PMID: 26403194.
O'Neill LA, Hardie DG. Metabolism of inflammation limited by AMPK and pseudo-starvation. Nature. 2013;493(7432):346-55. DOI: 10.1038/nature11862. PMID: 23325217.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.