Tuk nie je pre telo len zásobáreň energie. Vedci len pred pár rokmi objavili, že existuje aj takzvaný hnedý tuk. Chráni nás pred podchladením a to nie je všetko. Podľa špičkového vedca Miroslava Baláža by v budúcnosti mohol pomôcť s chudnutím.
V tele máme biely tuk, ktorý slúži ako zásobáreň energie, ale aj hnedý tuk, ktorý vedci objavili len nedávno. Hnedý tuk sa vyvinul, aby nás chránil pred chladom. Fyziológ Miroslav Baláž skúma, ako ho aktivovať, aby pálil bežné tuky. V budúcnosti by tak mohol pomôcť v boji proti obezite či srdcovo-cievnym ochoreniam, ktoré súvisia s nadváhou.
„Keďže tukové tkanivo je najväčší orgán ľudského tela a u obéznych pacientov predstavuje 20 až 80 percent telesnej hmotnosti, aj mierny nárast metabolickej aktivity tukových buniek by mohol priniesť výrazný zdravotný benefit,“ hovorí odborník.
Výskum Miroslava Baláža a jeho motivácia
Miroslav Baláž sa po siedmich rokoch vrátil na Slovensko, aby tu vytvoril špičkový nový vedecký tím. Jeho rozhodnutie vrátiť sa bolo motivované túžbou odovzdať nadobudnuté skúsenosti mladším kolegom a bojovať za skvalitnenie podmienok v slovenskej vede, ktorá dlhodobo čelí nedostatočnému financovaniu. Dôležitú rolu zohrala aj rodina a priatelia.
Zameranie výskumu
Výskum Miroslava Baláža sa zameriava na metabolizmus, so špecializáciou na tukové tkanivo. Jeho dlhodobým cieľom je nájsť spôsob, ako zvýšiť jeho metabolickú aktivitu. Okrem klasického bieleho tuku, ktorý je nevyhnutný pre naše zdravie, je v tele prítomné aj hnedé tukové tkanivo. Toto tkanivo dokáže spáliť veľké množstvo energie, keď je aktívne, a tým poskytuje ostatným tkanivám a orgánom ochranu pred nadmerným ukladaním tuku.
Rozdiel medzi bielym a hnedým tukovým tkanivom
Biely tuk slúži ako hlavná zásobáreň energie v našom tele. Prebytočnú energiu dokáže premeniť na tuk a uložiť ju na „horšie časy“. Na druhej strane, hnedé tukové tkanivo sa vyvinulo na ochranu pred chladom. Keď je aktívne, dokáže uskladnenú energiu využiť na tvorbu tepla, ktoré je následne krvou distribuované do celého tela. Týmto spôsobom chráni dôležité orgány pred podchladením a zároveň odstraňuje z tela veľké množstvo energie. Práve tento prirodzený mechanizmus chcú vedci využiť v boji proti obezite a metabolickým ochoreniam.
Mechanizmy tvorby tepla v tele
Pri vystavení chladu sa v tele spúšťa komplexná fyziologická odpoveď zameraná na obmedzenie strát tepla a zvýšenie jeho tvorby. Tento proces začína svalovým trasom, ktorý síce obmedzuje fungovanie, ale efektívne zahrieva. Postupne ustupuje a hlavnú úlohu v termoregulácii preberá tukové tkanivo. V hnedom tukovom tkanive funguje viacero mechanizmov produkcie tepla, okrem klasického mechanizmu sprostredkovaného Odpújacím proteínom 1 (UCP1). Predmetom záujmu výskumu sú práve tieto mechanizmy, pričom sa navrhuje existencia tzv. substrátových cyklov ako hlavného mechanizmu tvorby tepla u dospelého človeka.
Klinické využitie výskumu
Cesta od výsledkov výskumu k jeho klinickému využitiu je ešte dlhá. Objavovanie nových mechanizmov fungovania tukového tkaniva pomáha skladať komplexnú skladačku ľudského tela. Až po poskladaní dostatočnej časti skladačky bude možné navrhnúť nové a bezpečné terapeutické možnosti liečby obezity, stukovatenia pečene, srdcovo-cievnych ochorení a prispieť k predĺženiu a skvalitneniu života.
Budúcnosť liekov na chudnutie a súčasné možnosti
Podľa Miroslava Baláža bude „tabletka na chudnutie“ v budúcnosti existovať. Spolupráca s farmaceutickou firmou priniesla sľubné objavy nových molekúl, ktoré sú momentálne vo fáze vývoja a klinického skúšania. Avšak, liek na chudnutie máme už dnes: zmena životosprávy. Drvivá väčšina prípadov obezity a pridružených zdravotných komplikácií sa dá liečiť zvýšením pohybovej aktivity a úpravou stravovacích návykov.
Na Slovensku takmer štvrtina dospelých trpí obezitou a ďalšia štvrtina nadváhou, pričom tieto čísla neustále narastajú. Obezita nie je len kozmetický problém, ale vedie k rozvoju závažných chronických ochorení, ako cukrovka 2. typu, stukovatenie pečene, srdcovocievne ochorenia či niektoré formy nádorov. Nárast obezity u detí a mladistvých je alarmujúci, preto je dôležité zasiahnuť a predpísať správnu životosprávu už v rannom veku.
Publikované štúdie a ich ohlas
Počas pôsobenia na Švajčiarskom technologickom inštitúte ETH v Zürichu sa Miroslav Baláž podieľal na identifikácii viacerých mechanizmov kontrolujúcich aktivitu tukového tkaniva. Štúdie publikované v prestížnych vedeckých časopisoch priniesli pozitívny ohlas od vedcov aj laickej verejnosti, čo viedlo k zaujímavým spoluprácam a pracovným ponukám.
Metabolizmus: Základný proces pre zdravie
Metabolizmus, známy aj ako látková výmena, zahŕňa všetky biochemické procesy a postupy v našich bunkách. Zabezpečuje získavanie živín z potravy, dodávanie energie, keď ju telo potrebuje, a odstraňovanie odpadových produktov. Skladá sa z viacerých procesov, ako sú metabolizmus glukózy, bielkovín a tukov. Optimálne fungovanie metabolizmu uľahčuje chudnutie a dlhodobé udržanie hmotnosti.
Metabolizmus hladu a jeho dôsledky
Metabolizmus hladu je núdzový program tela, ktorý vznikol na prežitie počas nedostatku potravy. Spúšťa sa po troch dňoch kalorického deficitu. Telo kompenzuje nedostatok kalórií odbúravaním svalovej hmoty s cieľom znížiť spotrebu energie. V počiatočných fázach diéty dochádza aj k strate vody. Každá diéta má trvalý dopad na metabolizmus, pričom bazálna rýchlosť metabolizmu zostáva nízka aj po jej skončení. Telo sa snaží rýchlo opäť vytvoriť tukové zásoby, čo môže viesť k tomu, že pre niektorých ľudí je chudnutie veľmi ťažké.
Ako zrýchliť metabolizmus a podporiť chudnutie
Pre udržateľné chudnutie je dôležité zamerať sa na odbúravanie tuku, nie len na zníženie hmotnosti. Existuje niekoľko osvedčených metód:
- Zabudnite na jednostranné hladovky: Diéty s veľmi nízkym príjmom kalórií nie sú vhodné na dlhodobé chudnutie.
- Športujte: Pravidelné cvičenie je najlepší spôsob spaľovania kalórií. Odporúča sa kombinácia silového a vytrvalostného tréningu. Silový tréning je účinný na udržanie metabolizmu aktívneho aj v pokoji.
- Zamerajte sa na potraviny, ktoré stimulujú metabolizmus: Bielkoviny a potraviny bohaté na vlákninu (celozrnné výrobky, strukoviny, zelenina) zrýchľujú metabolizmus, dlhšie zasýtia a znižujú chuť do jedla.
- Vypite dostatok tekutín: Voda je nevyhnutná pre efektívne metabolické procesy. Približne 1,5 litra vody denne môže zvýšiť spotrebu energie.
- Doprajte si dostatok spánku: Kvalitný spánok je kľúčový pre metabolizmus a regeneráciu svalov. Nedostatok spánku môže viesť k zvýšeniu hladového hormónu grelínu a zníženiu hormónu sýtosti leptínu.
- Snažte sa vyhýbať stresu: Stres môže spustiť uvoľňovanie stresového hormónu kortizolu, ktorý znižuje metabolizmus tukov. Relaxačné techniky sú dôležité pre udržanie ideálnej telesnej hmotnosti.
- Zamerajte sa na rovnováhu mikrobiómu: Nerovnováha črevnej mikroflóry môže byť príčinou pretrvávajúcej obezity.
Katabolický a anabolický metabolizmus
Metabolizmus sa delí na dva hlavné procesy: katabolizmus a anabolizmus.
- Katabolizmus je odbúravací metabolizmus, pri ktorom sa prijatá potrava rozkladá na jednotlivé molekuly a získava sa energia. Prebytočná energia sa ukladá do tukových alebo svalových buniek.
- Anabolizmus je výstavbový metabolizmus, ktorý zabezpečuje obnovu buniek. Rozložené zložky sa premieňajú späť na väčšie, ktoré sa využívajú na budovanie svalov, hojenie rán a obnovu buniek.
Tukové tkanivo ako komplexný orgán
Tukové tkanivo, najmä biely tuk, už nie je vnímané len ako pasívna zásobáreň energie. Je to komplexný orgán, ktorý vylučuje rôzne biologicky aktívne látky, ako sú hormóny. Tieto hormóny ovplyvňujú metabolizmus v samotnom tukovom tkanive aj v iných častiach tela, regulujú príjem potravy, využitie energie, funkciu vnútorných orgánov a citlivosť tkanív k inzulínu.
Obezita je celosvetovou epidémiou. Prebytok tuku v tele, najmä nad 30 % telesnej hmotnosti u žien a 20-25 % u mužov, môže viesť k tzv. lipotoxicite. Vtedy sa energia začína uskladňovať v orgánoch ako pečeň či svaly, kde narúša ich funkciu. V tukovom tkanive prebiehajú patologické procesy, znižuje sa citlivosť na inzulín a uvoľňujú sa zápalové cytokíny, čo prispieva k rozvoju cukrovky, nealkoholického stukovatenia pečene a negatívne ovplyvňuje kardiovaskulárny a nervový systém.
Typy obezity a diagnostika
Obezita sa delí na typy podľa distribúcie tuku, napríklad obezita v tvare hrušky (tuk sa hromadí v oblasti zadku a bokov) a jablka (tuk sa hromadí v oblasti brucha). Obezita v tvare hrušky je považovaná za "zdravší typ", pretože dochádza k akumulácii energie v podkožnom tuku, čím sa zväčšuje kapacita tukového tkaniva.
Inteligentné váhy a náramky využívajúce metódu bioelektrickej impedancie môžu poskytnúť relatívne presné informácie o zložení tela, ako je množstvo tuku, vody a svalovej hmoty. Dôležité je však nielen byť štíhly, ale predovšetkým metabolicky zdravý. Metabolické zdravie zahŕňa optimálne hodnoty parametrov ako glykémia nalačno a lipidový profil (triglyceridy, cholesterol).
Béžové tukové bunky a ich funkcia
Okrem bielych a hnedých tukových buniek existujú aj béžové. Vznikajú v bielom tukovom tkanive, ale majú funkciu hnedých buniek. Vyznačujú sa rapídnym nárastom počtu mitochondrií, ktoré im umožňujú spaľovať nadbytočné kalórie. Po stimulácii sa vracajú späť na biele bunky. Pravidelné vystavovanie sa miernemu chladu, fyzická aktivita a niektoré zložky potravy (kapsaicín v čili papričkách, resveratrol v červenom víne, mentol v žuvačkách) môžu podporiť aktivitu hnedého tuku alebo hnednutie bieleho tuku.
Výskum receptoru GPR180 a jeho potenciál
V rámci výskumu hnedého tukového tkaniva bol skúmaný receptor GPR180 a ligand adipokín CTHRC1. Zistilo sa, že receptor GPR180 sa hojne nachádza v hnedých tukových bunkách. Jeho väzba s ligandom CTHRC1 vedie k zvýšeniu aktivity hnedého tukového tkaniva, hnednutiu bieleho tukového tkaniva a zlepšenému spaľovaniu glukózy. Tieto predbežné dáta naznačujú veľký potenciál GPR180 v súvislosti s metabolickými ochoreniami.
Dopad redukcie hmotnosti na zdravie
Už 10-percentná redukcia hmotnosti má veľmi pozitívny vplyv na pridružené metabolické komplikácie. Je dôležité začať s redukciou hmotnosti čím skôr, aby sa predišlo rozvoju pokročilých štádií ochorení ako diabetes alebo fibróza pečene.