Występowanie nadwagi i otyłości ma duży związek z pracą ośrodku głodu i sytości kontrolującego nasz apetyt którego praca regulowana jest hormonami jak insulina czy leptyna. Funkcje spełniane przez insulinę w centralnym układzie nerwowym (CUN) odpowiadają za kontrolę metabolizmu tłuszczu i węglowodanów w tkankach peryferyjnych. Podobnie szlaki aktywowane przez leptynę w komórce nerwowej, regulują metabolizm glukozy i energii. Metabolizm leptyny i insuliny regulowany jest wzajemnie przez te hormony.
O insulinie pisałem dość niedawno na stronie tak więc zainteresowanych odsyłam do poprzednich wpisów natomiast leptyna – to białko wydzielane przede wszystkim przez komórki tkanki tłuszczowej które tym więcej jej wydzielają, im większy jest depozyt tłuszczu w organizmie przede wszystkim wokół brzucha. Jej rolą jest przede wszystkim informowanie centralnego układu nerwowego (CUN) o ilości energii jaką dysponuje organizm. W ten sposób przyłączając się do rejonów w mózgu zarządzających regulacją apetytu zmniejszają go. Im więcej tkanki tłuszczowej, tym więcej leptyny i silniejsze zmniejszenie apetytu. Problem w tym, że podobnie jak w przypadku insuliny organizm też może rozwijać tkankową oporność leptynową i taką obserwujemy podobnie przy przedłużającym się okresie podniesionej nadmiernie leptyny we krwi. Mimo rozwiniętej tkanki tłuszczowej na wysokim poziomie mózg oporny na leptynę myśli, że ma mniej tkanki tłuszczowej niż w rzeczywistości i apetyt nie jest hamowany. Podobnie oporność insulinowa w mózgu prowadzi do nadmiernego spożycia żywności u otyłych. Osoba szczupła z prawidłową wrażliwością insulinową i leptynową w układzie nerwowym szybciej się naje.

Ośrodek głodu i sytości w mózgu

Ośrodkiem głodu-sytości jest podwzgórze w centralnym układzie nerwowym wraz z przysadką mózgową. W obecności wysokiego poziomu leptyny we krwi, której poziom skorelowany jest z poziomem tkanki tłuszczowej w organizmie niezależnie od poziomu beztłuszczowej masy hormon ten aktywuje stan anoreksogenny. Oznacza on, że jesteśmy najedzeni i czas odpocząć i jest on związany z aktywacją współczulnego układu nerwowego i zmniejszeniem aktywności nerwu błędnego*.

*Układ nerwowy człowieka możemy podzielić na autonomiczny który jest częścią układu nerwowego niezależnym od naszej woli czyli po prostu nie kontrolujemy jego pracy jak na przykład skurcze mięśni jelita przesuwających treść pokarmową dalej oraz na układ somatyczny odpowiedzialny za nasz kontakt z środowiskiem i pod naszą kontrolą. Układ nerwowy, który nie poddaje się naszej kontroli czyli układ autonomiczny można dalej podzielić na dwie grupy a więc układ współczulny i przywspółczulny. Nerwy obu układów unerwiają wszystkie narządy i wzrost aktywności jednego układu obniża aktywność drugiego. Utrzymanie równowagi między aktywnością obu tych układów jest ważną kwestią w zarządzaniu stresem w życiu i utrzymaniu zdrowia. Układ wspólczulny związany jest z mobilizacją organizmu czyli wzrostem wydatkowanej energii i jest odpowiedzialny za reakcję walka-ucieczka.

Stan anoreksogenny i oreksynogenny

Stan anoreksogenny aktywowany działaniem leptyny prowadzi więc do aktywacji nerwów układu współczulnego prowadzących do mobilizacji organizmu czyli wydatkowania energii przez tkankę tłuszczową i mięśniową by zmniejszyć masę ciała. Jest to logiczne, wysoki poziom leptyny we krwi wynikający z dużej ilości tkanki tłuszczowej świadczy o dużej ilości energii jaką organizm może wydatkować. Uruchomiony dzięki leptynie układ współczulny zmniejsza aktywność nerwu błędnego unerwiającego trzustkę wskutek czego zmniejsza się ilość wydzielanej insuliny i spada apetyt. Działanie to jest silniejsze niż efekt podniesionego poziomu glukozy we krwi. Efektem tego jest wzrost ilości spalanej energii oraz spadek apetytu i wydzielanej insuliny.

W przeciwnym wypadku, gdy poziom leptyny we krwi jest niski – aktywowany jest stan oreksynogenny związany ze wzrostem aktywności nerwu błędnego i spadkiem aktywności współczulnego układu nerwowego. Ilość energii wydatkowanej jest mniejsza, apetyt większy, organizm jest nastawiony na gromadzenie energii w tkance tłuszczowej (do czego potrzebuje insuliny), pozyskiwaniu jej z żywności i mniejszym jej zużyciu. Podniesiona aktywność nerwu błędnego stymuluje do pracy układ trawienny do trawienia i wchłaniania żywności, tkankę tłuszczową do gromadzenia energii i trzustkę do wydzielania insuliny potrzebnej do tego.

Stan anoreksogenny jak sama nazwa wskazuje związana jest z stanem gdy organizm ma dużo energii i “głodzi”, natomiast stan oreksynogenny przeciwnie związany jest z stanem, gdy organizmowi brakuje energii i próbuje to zmienić modyfikując metabolizm oraz wpływając na nasze zachowanie (wzrost apetytu). Jeśli w podwzgórzu doszło do rozwinięcia oporności leptynowej, nerw błędny jest stale aktywny i stymuluje trzustkę do wydzielania insuliny i gromadzenia energii w tkance tłuszczowej.

Insulina i leptyna regulują apetyt i ilość spożywanej przez nas energii jednak gdy obserwujemy zaburzenia w szlaku sygnalizacyjnym któregoś z tych hormonów jak rozwiniętą oporność pojawiają się problemy i niekontrolowane spożycie żywności.

Schemat mechanizmu pracy ośrodku głodu i sytości przy współpracy insuliny i leptyny. Grafika pochodzi z “Fat Chance” RH Lustig

Insulina a gospodarka leptynowa

Z przeprowadzonych badań wynika, że insulina jest wstanie blokować efekt leptyny na podwzgórze przez co, mimo wzrostu leptyny we krwi i jak powinno się spodziewać, aktywacji anoreksogennego stanu – aktywacji ulega stan oreksynogenny. Drastycznym przykładem skutku braku wrażliwości podwzgórza na działanie leptyny jest anatomiczna oporność leptynowa spowodowana wycięciem podwzgórza u ludzi z guzem podwzgórza. Osoby takie w wyniku braku odbioru sygnału niesionego przez leptynę mają stale aktywny nerw błędny, co prowadzi do nieprzerwanej stymulacji trzustki do wydzielania insuliny i obserwowanego w wyniku tego wzrostu masy ciała.

Lustig w swej książce Fat Chance powołując się na badania tłumaczy, że insulina blokuje leptyne przez to, że wykorzystuje te same cząsteczki sygnalizacyjne co leptyna przez co dla niej ich brakuje gdy poziom insuliny jest wysoki. Opisuje to szerzej w jednej ze swoich prac (czytaj). W badaniu przeprowadzonym przez Lustig et al. (2004), gdzie farmakologicznie zmniejszono ilość wydzielanej insuliny u 17 otyłych osób po 6 miesiącach stosowanej terapii odchudzającej u 6 badanych zanotowano spadek masy ciała powyżej 10% (BMI ->3 kg/m2), 34% spadek poziomu leptyny i 46% spadek insuliny w badaniu ustnej tolerancji glukozy. Wskazuje to na duży związek gospodarki insuliny z leptyną , przynajmniej u jakiejś grupy ludzi.

Wniosek jest prosty; aby zadbać o wrażliwość leptynową należy zwrócić uwagę na gospodarkę insuliny. W efekcie tego metabolizm naszego organizmu poprawi się, zmniejszymy wzrost masy ciała lub zredukujemy ją, obniżymy poziomu leptyny we krwi wskutek spadku poziomu tkanki tłuszczowej organizmu i poprawimy wrażliwość leptynową, a także wrażliwość insulinowa organizmu i podążająca za tym wrażliwość glukozowa.

Leptyna w komórce nerwowej

Oporność zarówno leptyny jak i insuliny są problematyczne. Insulina może prowadzić do leptynooporności, co może skutkować wyższą aktywnością nerwu błędnego, stymulacją trzustki do sekrecji insuliny i pogłębiać problem. Na temat samej leptyny oraz leptynooporności w powiązaniu z otyłością ciekawy wykład przeprowadził Stephan Guyenet (autor www.wholehealthsource.org) na Ancestral Health Symposium​ w 2014 roku pt. “Co powoduje oporność leptynową“.

Hormon ten, gdy połączy się z swoistym receptorem w podwzgórzu prowadzi do aktywacji dwóch czynników za pomocą których wykazuje swoje właściwości:

  • kinazy PI3K (kinaza ta jest też częścią szlaku sygnalizacyjnego insuliny) oraz
  • czynnika transkrypcyjnego STAT3 regulującego ekspresję genów.

Co ciekawe, oporność leptynowa może rozwinąć się wskutek nadmiernie podniesionego poziomu leptyny we krwi. Gdy szlak leptynowy jest nadmiernie aktywowany dochodzi do wzrostu ekspresji białka SOCS3, które hamuje działanie czynnika transkrypcyjnego STAT3 a więc blokuje szlak sygnalizacyjny aktywowany przez leptynę. Ważną informacją jest to, że stymulująco na aktywność SOCS3 działają czynniki zapalne dlatego w terapii należy skupić się by poprawić markery procesów zapalnych w organizmie poprzez poprawę integralności jelita cienkiego i innych barier tkankowych organizmu. Zmniejszenie aktywności szlaków prozapalnych i poziomu cytokin zapalnych w organizmie jest słuszne także pod względem pozytywnego wpływu procesów zapalnych na aktywność tzw. białkowej fosfatazy tyrozynowe w skrócie PTPN1 lub PTP1B, która negatywnie wpływa na aktywność STAT3. W ten sposób zapalenie może prowadzić do leptynooporności przez blokadę aktywność STAT3 przez wzrost aktywności SOCS3 i PTP1B.

Czynniki zapalne mają zdolność aktywowania białka SOCS3 oraz PTP1B, które inaktywuje białko STAT3 i blokuje jej szlak sygnalizacyjny. SOCS3 aktywowane jest też wolnymi kwasami tłuszczowymi a wiemy, że im większa otyłość tym większa ich ilość we krwi tak więc najważniejszymi aspektami diety powinna być redukcja procesów zapalnych oraz nadmiernie rozwiniętej tkanki tłuszczowej.

Leptyna poza aktywacją STAT3 wykazuje swoje działanie przez aktywację kinazy PI3K. Aktywność tego białka może zostać zablokowana przez metabolity lipidowe, których podniesiony poziom w komórce obserwuje się przy tzw. lipidotoksyczności. Lipidotoksycznością nazywa się zjawisko wzrostu poziomu diacylogliceroli, triacylogliceroli oraz ceramidów w komórce z powodu wyższego napływu kwasów tłuszczowych do komórki niż możliwości oksydacyjne mitochondrium. Lipidotoksyczność prowadzi do oporności insulinowej, którą obserwuje się na przykład przy stosowaniu diet tłuszczowych. W komórkach nerwowych podwzgórza lipidy metabolitowe podnoszą aktywność kinazy białkowej C theta, która hamuje aktywność PI3K. Interwencją terapeutyczną może tu być poprawa wydajności oksydacyjnej mitochondrium np. poprzez wprowadzenie wysiłku fizycznego czy podniesienia aktywności kinazy aktywowanej adenozynomonofosforanem (AMPK). Aczkolwiek, warto zaznaczyć, że wzrost oporności insulinowej w tkankach peryferyjnych w stanie ketozy jest mechanizmem słusznie rozwijanym przez organizm ludzki i ma na celu zapewnienie dostawy odpowiedniej ilości glukozy do centralnego układu nerwowego. Tkanki peryferyjne zmieniają bioenergetykę komórki i wykorzystują głównie ciała ketonowe w procesach przetwarzania energii.

Pominąwszy szereg zalet związanych z aktywnością fizyczną, wysiłek fizyczny stymuluje wydzielanie cytokiny prozapalnej tj. interleukiny-6. która, paradoksalnie, gdy przejdzie przez barierę krew-mózg wykazuje w centralnym układzie nerwowym wykazuje efekt przeciwzapalny skutkiem czego jest wzrost wrażliwości leptynowej i insulinowej.

Póki co dowiedzieliśmy się, że aby poprawić gospodarkę insulinową, znormalizować natężenie procesów zapalnych w organizmie i układzie nerwowym (wysiłek fizyczny) oraz poprawić wydajność mitochondrialną (dietą, dietą redukcyjną, wysiłkiem fizycznym, kondycjonowaniem termicznym) celem poprawy gospodarki lipidowej.

W badaniach klinicznych podanie leptyny myszom otyłym skutkuje spadkiem masy ciała jednak, paradoksalnie jeśli dieta jest niskiej jakości obserwuje się wzrost masy ciała. Staphan Guyenet z tych badań wyciąga konkluzję, która brzmi: “Podniesiony poziom leptyny może zwiększać leptynooporność w przypadku stosowania diety o niskiej jakości”. Myślę, że centralny układ nerwowy zauważa w jakim stanie odżywczym jest organizm i chodzi mi tutaj nie o odżywienie energetyczne lecz odżywcze tj. wysycenie organizmu składnikami mineralnymi, witaminami oraz składnikami odżywczymi jak np. niezbędnymi nienasyconymi kwasami tłuszczowymi. Kierując się znaczeniem takim, że otyłość jest chorobą niedożywieniową organizmu (otyłość najczęściej rozwija się wskutek spożycia żywności o wysokiej gęstości energetycznej i niskiej gęstości odżywczej) – wzrost masy ciała nie poprawia stanu odżywienia organizmu. Sugeruje to, że wzrost apetytu jest mechanizmem obronnym organizmu przed niedożywieniem odżywczym. Jednak, nie tłumaczy to obserwowanych zmian i są to wyłącznie moje przemyślenia.

Jedno z badań które przedstawia Guyenet pokazuje, że 52% wzrostu masy ciała w ciągu roku Amerykanie zdobywają w czasie 12% roku którym są dni wolne od pracy i większość tej masy pozostaje. Z roku na rok powtarzające się cykle odżywiania niezdrową żywnością w nadmiernej ilości sprzyja gromadzeniu energii i rozwijaniu oporności leptynowej. Wiemy, że w tym okresie spożywa się znacznie więcej niezdrowej żywności.

0 replies

Leave a Reply

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *