O metabolismu: jak nenasycené mastné kyseliny způsobují obezitu
Z aktuálního srpnového čísla MEDUŇKY vybíráme část článku MUDr. Ludmily Elekové, v němž vysvětluje, proč člověk tloustne a jaké faktory k tomu vedou. MUDr. Eleková se v Meduňce tématu metabolismu věnuje dlouhodobě prostřednictvím svého seriálu, v němž vysvětluje důležité principy a uvádí na pravou mýru různé mýty. Pokud se chceme stravovat vědomě a porozumět zákonitostem fungování našeho těla, je velmi důležité tyto informace znát…
MEDUŇKU s číslem 8, tedy srpnovou, stále zakoupíte v PNS nebo je k dispozici také na emedunka.cz
Pro každý organismus existuje fyziologické rozmezí tukových zásob: příliš málo, což ohrozí bezprostřední přežití, příliš mnoho, čímž je přežití ohroženo jinak (jsme pomalí a neutečeme predátorovi nebo neulovíme). Neexistuje fyziologický důvod, aby člověk kumuloval tuk k dosažení tělesné hmotnosti nad řekněme 120 kg. Dvoumetrový muž při slušné svalové hmotě bude vážit maximálně 100 kg nebo spíš méně. Přesto miliony lidí dosáhly hmotnosti mnohem větší, někteří více než 300 kg.
Příčiny obezity
Obezita nevzniká z nadbytku kalorií. Když v USA na počátku 70. let začínala epidemie obezity, Američané jedli o několik set kalorií denně méně než štíhlí Francouzi a Švýcaři. Číňané v době slavné Čínské studie jedli o 20 % víc než Američané, ale vážili méně. Na konci 2. světové války účastníci minnesotského experimentu s hladověním ztratili během několika měsíců až 25 % tělesné hmotnosti, trpěli hladem a zpomalením metabolismu při kalorickém příjmu, na němž dnes mnoho lidí žije roky, aniž by ztratili jediný gram tuku. Tito mladíci po opětném přístupu k neomezené potravě obnovili svůj metabolismus a vrátili se k původní váze. Konzumovali po dobu mnoha měsíců 2-3x víc kalorií, než je zvykem dnes, přesto neztloustli, jen se vrátili do původního stavu. Ale účastníci dnešních extrémních hubnoucích reality show si odnesou trvale zničený metabolismus a během roku získají svou původní obezitu zpět.
Obezita nepochází ani z nadbytku sacharidů a cukrů. Číňané podle spolehlivých dat snědli několik set gramů rýže denně, Kitawané, jejichž strava je založena z 80 % na sacharidech, jsou štíhlí. Štíhlí Francouzi a Švýcaři jedli denně bílou mouku, brambory, cukr, pili alkohol. Konzumace bílé mouky a cukru je totožná u Francouzů v 70. letech a dnešních Kuvajťanů. První byli štíhlí, druzí vedou světový žebříček v obezitě. Francouzi navíc na rozdíl od muslimských Kuvajťanů pijí hojně alkoholu, jedí víc masa a mléčných výrobků.
Obezita není ani otázkou nedostatku sebekontroly a tzv. obezitogenního prostředí, kdy jsme obklopeni extrémně chutným a lákavým jídlem. Právě ulovená gazela je pro lvy velmi lákavá, přesto vědí, kdy přestat jíst. Dostatek potravy pro alespoň některé vrstvy společnosti je samozřejmostí nejméně 200 let, přesto bohatí až na výjimky nebyli tlustí. Dnes se naopak obezita pojí s chudobou. Regulace sytosti začíná na úrovni buňky a jejích mitochondrií, a ty rozhodně o chutnosti molekul, které do nich přicházejí, nijak nepřemýšlejí.
Obezita není ani o nedostatku pohybu. Bazální metabolický obrat sedavých lidí ve 30. letech byl vyšší než u dnešních trénovaných sportovců. Sportem se toho zas tak moc nespálí, organismus výdej energie kompenzuje větší chutí k jídlu a úsporami energie jinde.
Obezitu lze nepochybně vyvolat vlivy, které nemají nic společného s množstvím kalorií, chutností jídla nebo pohybem. Například různé toxiny a hormony. Mechanismus, který to reguluje, musí být něco na základní buněčné úrovni. Buňka prostě jen reaguje, sama nic nevymýšlí.
U jednotlivého člověka je příčina jeho obezity jedna a tatáž, když jdeme dostatečně daleko proti proudu až do buňky. Dobrá teorie obezity by měla vysvětlit výše zmíněné „paradoxy“, ale i důvody, proč se hibernující zvířata a obézní lidé metabolicky tolik podobají. Klíčem je množství konzumovaných PUFA, polynenasycených tuků, jejichž hlavním zdrojem v dnešní potravě jsou oleje ze semen, ořechy a semena, celozrnné obilniny a maso zvířat krmených obilím. Obezita a diabetes jsou důsledky extrémní nerovnováhy v metabolismu, které PUFA způsobují. Zvýšení jejich spotřeby přes kritickou mez vždy předcházela vzestupu obezity, ve všech zkoumaných zemích. Mitochondrie jsou buněčné elektrárny, vyrábějí energii pro všechny funkce buňky. Energie pochází z elektronů z potravy. Přesunují se přes štafetu různých enzymů a transportních molekul až do dýchacího řetězce v mitochondriích. Po cestě vydají svoji energii, nakonec se spojí s kyslíkem. Mitochondrie je jako motor, musí mít dodávku kyslíku i paliva v rovnováze. Buňka si musí sama přesně regulovat, kolik paliva do sebe vpustí, jak rychle ho bude posílat do „motoru“ a také jak si poradí s případným přebytkem nespáleného paliva. Signálními molekulami, které regulují vstup paliva do buňky a mitochondrie, jsou ROS (reaktivní formy kyslíku, superoxid a peroxid vodíku). Při spalování potravy v určitém okamžiku začnou vznikat ROS jako signál dostatečně nabitých mitochondrií. Mají zastavit další přísun energie do buňky a na úrovni organismu spustit sytost.
Na úrovni buňky to znamená aktivaci fyziologické inzulínové rezistence, buňka na inzulín nereaguje, nepřijímá další glukózu. Na úrovni organismu to znamená vyplavení leptinu, živočich přestane jíst. Leptin produkuje tuková tkáň, hlavní strážce energetických zásob. Musí dát vědět, že zásoby jsou plné a další jídlo netřeba. Volné radikály také vedou ke spálení přebytečných kalorií, které se do buněk ještě dostaly, protože leptin aktivuje rozpojení mitochondrií. Nevyužité protony se nepoužijí k syntéze ATP, ale protečou membránou a jejich energie je vyzářena jako teplo. Proto se zdravě fungující metabolismus pozná jednoduše podle tělesné teploty, která v případě člověka má být 37 °C. I pár desetin níže signalizuje problém s metabolismem.
Dostatečná produkce ROS je klíčová pro zdravý metabolismus a regulaci tělesné hmotnosti. Příliš málo a výše popsaný proces se nespustí, příliš mnoho a nastanou jiné problémy. Nadbytek ROS se nazývá oxidativní stres, nedostatek fyziologických ROS je tzv. reduktivní stres. Biologie má ráda zlatou střední cestu, výkyvy mají být malé, snadno kompenzovatelné. Předpojatost a nepochopení základní biochemie vedlo k onálepkování ROS jako něčeho špatného, čemu je třeba se vyhnout a propagaci a umělé konzumaci antioxidantů. Ovšem některé „antioxidanty“ jsou fakticky oxidanty a jejich prospěšnost pro zdraví právě z této jejich schopnosti vyplývá. Příkladem je vitamin C a kyselina alfa lipoová.
Antioxidanty jsou dárci elektronů, molekuly ochotné předat svůj elektron jiné molekule, kterou tím redukují a samy se zoxidují. Eliminují volné radikály nebo produkují superoxid, podle situace. Volné radikály a oxidanty jsou naopak molekuly ochotné uzmout jakýkoli elektron, který se kolem nich vyskytne, a samy se tímto procesem redukují. Mnoho antioxidantů se recykluje, opět získají elektron a vrátí se do původního redukovaného stavu. Tyto cykly na sebe různě navazují, jako by si molekuly předávaly štafety. Často je to tak, že mezi molekulou, která potřebuje redukovat, a prvním antioxidantem v řadě je několik proti sobě jdoucích cyklů, ve kterých se molekuly vzájemně redukují a oxidují.
Vytváření a ukládání tuků
Při metabolismu potravy je nejspolehlivějším fyziologickým zdrojem ROS spalování nasycených tuků. Nový tuk vyrábíme a ukládáme výhradně jako plně nasycenou kyselinu palmitovou. Podle potřeby ji obohatíme jedinou dvojnou vazbou a vytvoříme palmitolejovou MUFA. Je stupidní považovat nasycené tuky za špatné, těla savců nejsou hloupá a dělají přesně to, co mají. Nasycené tuky spolehlivě a na dlouho zasytí, přirozeně regulují příjem potravy a korelují se štíhlostí. Dělají to, protože při jejich spalování vznikne dostatek ROS, aktivuje se fyziologická inzulínová rezistence, potrava zůstane v krvi a dalších několik hodin slouží jako zdroj energie pro jiné než tukové buňky. Obezita začíná právě tím, že se neaktivuje fyziologická inzulínová rezistence, trvá inzulínová citlivost, i když je tuková buňka plná a kalorie mizí do tukové tkáně. Pokračující účinek inzulínu vede k hypoglykemii a člověk dostane hlad, který obvykle nějakou potravou uspokojí. Hlavním účinkem inzulínu jen novotvorba a ukládání tuku, tedy tloustnutí, dokud tukové buňky reagují na inzulín, tvoří a ukládají tuk. Nedostatek ROS vede k tzv. reduktivnímu stresu, který udržuje patologickou citlivost na inzulín a tloustnutí.
Atomy vodíku a uhlíku v potravě, kterou konzumujeme, jsou v redukovaném stavu, mají své elektrony. Během metabolismu tečou elektrony od uhlíku a vodíku ke kyslíku, přitom se uvolňuje energie a vznikne voda a CO2. NAD+ je molekula, která přebírá elektrony z předpřipravených živin a ve formě NADH je předá do komplexu I dýchacího řetězce, čímž se opět oxiduje a je připravena k převzetí dalšího elektronu. Potrava = palivo, NAD+ = kyslík, použijeme-li analogii spalovacího motoru. Pouze oxidovaný NAD+ je schopen převzít elektrony potravy ke „spálení“. Je-li ho málo, kumuluje se nespálené palivo a mitochondriální motor „čoudí“. Opravdu existují měřitelné sloučeniny, indikátory hromadění nespálené potravy, jejich hladina přesně koreluje s obezitou a diabetem.
Když do buňky teče víc potravy až do formy NADH, než je její potřeba ATP, NADH se kumuluje a NAD+ klesá. Příliš mnoho redukovaného = reduktivní stres. Je spousta NADH (připraveného paliva), ale elektrony nemají kam téci. Příliš NADH z hlediska buňky znamená příliš jídla, příliš energie, kterou nemůže zpracovat. Má několik možností, co s tím. Nás zajímá novotvorba tuku. Reduktivní stres různými cestami zvyšuje aktivitu různých genů a enzymů zvyšující novotvorbu a ukládání tuku, protože reduktivní stres je signálem nadbytečně proudící potravy do buněk, kterou nelze spálit – přebytky nutno někam uložit.
Reduktivní stres nenastane jen tak, způsobí ho jídlo, které jíme…
