Chất béo trong cơ thể gây kháng insulin như thế nào?

1. Kháng insulin là gì?

Kháng insulin là tình trạng các tế bào không còn phản ứng thích hợp với hormone insulin lưu hành. Theo đó, mặc dù cơ chế phân tử chưa được hiểu đầy đủ nhưng ở cấp độ tế bào, cường độ tín hiệu của insulin từ thụ thể đến tác dụng cuối cùng của nó bị suy giảm.

Các chuyên gia biết rằng một số thay đổi trong chế độ ăn kiêng ngắn hạn có thể nhanh chóng làm giảm tình trạng kháng insulin trước khi xảy ra bất kỳ hiệu quả giảm cân đáng kể nào. Điều này bao gồm việc hạn chế lượng calo nghiêm ngặt để giảm tình trạng kháng insulin trong vòng vài ngày. Ngược lại, một số loại thuốc, chẳng hạn như corticosteroid, có thể làm tăng nhanh tình trạng kháng insulin. Thêm vào đó, một số yếu tố khác gây ra tình trạng kháng insulin, bao gồm mang thai hay nhiễm trùng huyết. Sự gia tăng đề kháng insulin để đáp ứng với các yếu tố gây căng thẳng kể trên nhằm chuyển hướng sử dụng năng lượng từ các chất dinh dưỡng dự trữ để giải quyết sự bất thường trong quá trình trao đổi chất.

2. Cơ thể dư thừa chất béo gây kháng insulin thế nào?

Kháng insulin có thể được mô tả như một rối loạn chức năng trao đổi chất, đa phần là qua trung gian phản ứng viêm. Phần lớn tình trạng viêm này có thể do chế độ ăn kiêng gây ra thông qua vai trò của loại chất béo khác nhau, trong đó omega-6 và acid béo bão hòa (đặc biệt là acid arachidonic và acid palmitic) là các phân tử gây viêm, trong khi acid béo omega-3 (đặc biệt là acid eicosapentaenoic và acid docosahexaenoic) là các phân tử chống viêm.

2.1. Vùng dưới đồi

Theo nhiều cách, tình trạng kháng insulin dường như bắt đầu tại vùng dưới đồi khi cố gắng duy trì sự cân bằng giữa năng lượng nạp vào và năng lượng tiêu hao để ngăn chặn hiện tượng cơ thể dư thừa chất béo. Đặc biệt, các tín hiệu thông báo no từ đường ruột kết hợp với tín hiệu nội tiết tố từ mỡ (chủ yếu là leptin) và máu (chủ yếu là insulin) có vai trò kiểm soát lượng thức ăn ăn vào. Thật không may, lượng calo dư thừa hoặc các chất béo bão hòa (đặc biệt là acid palmitic) có thể gây viêm tại vùng dưới đồi, qua đó chống lại tín hiệu thông báo cơ thể đã no của cả insulin và leptin. Kết quả là cảm giác no giảm đi và cảm giác đói tăng lên. Vùng dưới đồi cũng chứa các protein liên kết GPR120 dành riêng cho acid béo omega-3 chuỗi dài như EPA và DHA, và với sự có mặt của đủ lượng acid béo omega-3 trong chế độ ăn uống có thể làm giảm viêm ở vùng dưới đồi.

Chế độ ăn nhiều chất béo, đặc biệt là các loại acid béo bão hòa, là phương pháp tiêu chuẩn để gây béo phì trên mô hình động vật. Tình trạng viêm gia tăng xuất hiện ở vùng dưới đồi trong vòng 24 giờ sau khi bắt đầu chế độ ăn này được biểu thị bằng sự gia tăng protein JNK và IKK cũng như tăng biểu hiện của thụ thể TLR-4 và phát hiện căng thẳng ER. IKK gây viêm thông qua kích hoạt NF-κB, ức chế tín hiệu nội tiết tố bình thường của leptin và insulin cần thiết để tạo cảm giác no. Kích hoạt JNK thường xảy ra trước sự gia tăng căng thẳng ER, qua đó tạo ra một vòng luẩn quẩn khiến cơn đói gia tăng, cuối cùng dẫn đến sự tích tụ lượng calo dư thừa dưới dạng chất béo dự trữ trong mô mỡ. Những quan sát thử nghiệm này cho thấy vùng dưới đồi là điểm kiểm soát trung tâm cho sự phát triển của kháng insulin.

Chế độ ăn nhiều chất béo cũng liên quan đến việc gia tăng sản xuất ceramides giàu acid palmitic ở vùng dưới đồi, qua đó cung cấp một mối liên hệ khác với việc gia tăng kháng insulin và leptin làm tăng cảm giác đói.

2.2. Mô mỡ

Chúng ta thường nghĩ béo phì là nguyên nhân gây ra tình trạng kháng insulin, nhưng như đã mô tả ở trên, nguồn gốc của tình trạng kháng insulin dường như bắt đầu ở vùng dưới đồi với sự gián đoạn trong sự cân bằng bình thường của các tín hiệu đói và no. Khi cơn đói tăng lên, lượng calo nạp vào cũng tăng theo.

Vị trí hiệu quả nhất để lưu trữ lượng calo dư thừa của chất béo là mô mỡ, bao gồm lượng calo dư thừa từ carbohydrate được chuyển hóa thành chất béo trong gan. Các tế bào mỡ của mô mỡ là những tế bào duy nhất trong cơ thể được thiết kế để chứa một lượng lớn chất béo một cách an toàn. Miễn là các tế bào mỡ đó khỏe mạnh, sẽ không có tác động bất lợi nào đối với quá trình trao đổi chất (ngoại trừ thừa cân), điều này giải thích khoảng ⅓ số người béo phì thuộc loại “béo phì khỏe mạnh về mặt trao đổi chất”.

Tuy nhiên, các tế bào mỡ không có khả năng mở rộng vô hạn. Mặc dù mô mỡ có nhiều mạch máu, nhưng sự mở rộng quá mức của các tế bào mỡ hiện có có thể tạo ra tình trạng thiếu oxy, kích hoạt gen HIF-1. Hệ quả là sự gia tăng của cả JNK và IKK, qua đó gây viêm bên và kháng insulin trong tế bào mỡ.

Nếu các tế bào mỡ không thể mở rộng đủ nhanh để lưu trữ lượng acid béo dư thừa ngày càng tăng cao thì chúng sẽ được giải phóng và bắt đầu tích tụ trong các mô khác (như gan và cơ xương). Hệ quả là khởi phát quá trình nhiễm độc mỡ và làm tăng thêm tình trạng kháng insulin toàn thân.

2.3. Gan

Gan có thể được xem như nhà máy sản xuất trung tâm trong cơ thể. Các nguyên liệu thô (chủ yếu là carbohydrate và chất béo) được đưa vào cơ thể để xử lý tại gan và được lưu trữ (dưới dạng glycogen ở gan) hoặc đóng gói lại dưới dạng chất béo trung tính (ở dạng lipoprotein). Gan giúp duy trì mức glucose ổn định giữa các bữa ăn bằng cách cân bằng quá trình hình thành glycogen và quá trình tái tạo glucose từ glycogen dự trữ.

Không giống như mô mỡ có thể lưu trữ chất béo dư thừa một cách an toàn, gan thì không thể. Do đó, hậu quả chuyển hóa bất lợi đầu tiên của tình trạng kháng insulin là việc cơ thể dư thừa chất béo và lắng đọng tại gan. Bác sĩ cho biết đây được gọi là bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu.

Một điểm khác biệt nữa giữa gan và mô mỡ là thiếu các đại thực bào xâm nhập. Trong khi người ta quan sát thấy sự gia tăng đáng kể về mức độ đại thực bào trong mô mỡ khi bị viêm, thì các đại thực bào (tế bào Kupffer) trong gan mới được kích hoạt. Các tế bào Kupffer được kích hoạt này giờ đây có thể giải phóng các cytokine sẽ tiếp tục kích hoạt NF-κB trong các tế bào gan. Giống như chứng viêm vùng dưới đồi, gan nhiễm mỡ không do rượu có thể được tạo ra nhanh chóng trong các mô hình động vật trong vòng 3 ngày kể từ khi bắt đầu chế độ ăn giàu chất béo. Điều này có thể là do sự liên kết trực tiếp của vùng dưới đồi với gan thông qua thần kinh phế vị.

Và vì gan cũng kiểm soát quá trình tổng hợp cholesterol, nên tình trạng kháng insulin ở cơ quan này được phản ánh trong sự rối loạn ngày càng tăng trong quá trình tổng hợp lipoprotein, đặc biệt là các hạt VLDL tăng lên và chỉ số HDL giảm xuống.

2.4. Cơ bắp

Cơ bắp đại diện cho vị trí quan trọng để hấp thu glucose, do đó giảm đề kháng insulin ở cơ quan này trở thành một chiến lược chính để quản lý bệnh đái tháo đường. Không giống như mô mỡ nơi sự xâm nhập của đại thực bào là một chỉ số chính của tình trạng viêm, có rất ít sự xâm nhập của đại thực bào được quan sát thấy ở cơ bắp những người bị kháng insulin. Dường như các cytokine đến từ các cơ quan khác (mô mỡ và gan) có thể có tác động quan trọng đến sự phát triển kháng insulin trong cơ. 

Tuy nhiên, việc tăng cường tín hiệu thông qua thụ thể TLR-4 bằng acid béo bão hòa có thể làm giảm quá trình oxy hóa acid béo trong cơ bắp. Ngoài ra, acid palmitic là chất nền ưa thích để tổng hợp ceramide. Trong khi nồng độ ceramide không liên quan đến tình trạng kháng insulin ở gan, thì chúng lại liên quan chặt chẽ đến tình trạng kháng insulin ở cơ. Cơ là cơ quan duy nhất mà giải pháp tập thể dục có thể khắc phục tình trạng kháng insulin thông qua cơ chế tăng oxy hóa các acid béo tích lũy và tăng cường vận chuyển glucose vào tế bào.

2.5. Tuyến tụy

Mặc dù các tế bào beta của tuyến tụy cảm nhận được nồng độ glucose trong máu (thông qua glucokinase) và tiết ra insulin để đáp ứng, các tế bào beta của cơ quan này thường không được coi là mục tiêu kháng insulin. Tuy nhiên, các tế bào beta rất dễ bị nhiễm độc qua trung gian các tác nhân gây viêm. Với sự phá hủy các tế bào beta bởi 12-HETE, tuyến tụy không còn khả năng duy trì mức độ tiết insulin bù trừ để giảm lượng đường trong máu và sự phát triển của bệnh đái tháo đường tuýp 2 sẽ diễn ra nhanh chóng.

2.6. Đường tiêu hóa

Giống như tuyến tụy, đường tiêu hóa cũng không được coi là cơ quan đích tiêu chuẩn cho tình trạng kháng insulin, nhưng nó là cơ quan đầu tiên trong cơ thể cảm nhận chất dinh dưỡng của các phân tử mà cuối cùng có thể ảnh hưởng đến tình trạng kháng insulin.

Mặc dù đường tiêu hóa là một cơ quan dài và phức tạp, các tế bào nội tiết ruột sản xuất hormone trong đường tiêu hóa chiếm chưa đến 1% tổng số tế bào của nó. Những tế bào cụ thể này cảm nhận và phản ứng với các chất dinh dưỡng cụ thể bằng cách tiết ra hơn 20 loại hormone khác nhau. Các hormon chính được tiết ra bởi các tế bào này có liên quan đến tình trạng kháng insulin bao gồm CCK, GLP-1 và PYY.

CCK là hormon được tiết ra để đáp ứng với hàm lượng chất béo trong bữa ăn. Đây là hormone có tác dụng ngắn và hoạt động cùng với serotonin để ngăn chặn cơn đói bằng cách tương tác trực tiếp với vùng dưới đồi thông qua dây thần kinh phế vị. Trong các mô hình động vật được cho ăn chế độ giàu chất béo, các tín hiệu no của CCK đến vùng dưới đồi bị suy giảm có thể do tình trạng viêm tăng lên ở vùng dưới đồi. CCK cũng có thể làm giảm quá trình tổng hợp glucose ở gan thông qua tương tác của nó với vùng dưới đồi, nhưng chỉ khi đường truyền tín hiệu nội tiết tố của nó không bị gián đoạn do viêm. PYY và GLP-1 lần lượt là các hormone được giải phóng bởi protein và glucose khi được cảm nhận bởi các tế bào L ở xa hơn trong đường tiêu hóa. 

Cả 2 loại hormone này đều là những chất gây cảm giác no mạnh mẽ. Người ta đã chứng minh rằng phản ứng PYY thấp hơn ở những người béo phì so với những người gầy. Các mô hình động vật có mức PYY tăng lên do thao tác chuyển gen có khả năng chống béo phì do chế độ ăn kiêng. Cần lưu ý rằng, mức PYY tăng nhanh sau khi phẫu thuật cắt dạ dày giúp giải thích sự thành công trong việc giảm cân lâu dài của can thiệp phẫu thuật này.

Tóm lại, béo phì có thể gây ra rất nhiều hệ lụy cho sức khỏe, việc giảm cân là rất quan trọng. Ngày nay, nếu muốn giảm cân hiệu quả, bạn có thể tham khảo liệu pháp tiêu hao năng lượng. Phương pháp này sử dụng vitamin & khoáng chất để thúc đẩy sự chuyển hóa mỡ theo cơ chế tự nhiên, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Trước khi thực hiện, bạn sẽ được đánh giá sức khỏe tổng thể và bác sĩ sẽ đưa ra phác đồ giảm cân phù hợp với từng người dựa trên kết quả xét nghiệm cơ bản như xét nghiệm máu, chỉ số khối cơ thể (BMI). Trong suốt quá trình thực hiện liệu trình sẽ luôn có bác sĩ theo sát, lên kế hoạch dinh dưỡng và tập luyện phù hợp với thể trạng của từng người.