Zaburzenia hormonalne a otyłość. Jak się skutecznie odchudzać?

W nocy z 27 na 28 października 1883 r. doszło do pierwszej – choć nie ostatniej – próby wykopania zwłok pochowanej kilkanaście godzin wcześniej Blanche Grey, znanej lepiej jako Gruba Panna Młoda. Ponieważ strażnik spodziewał się wizyty cmentarnych hien, na szczęście pozostał czujny i przegonił intruzów strzałem z pistoletu. Upragniony przedmiot badań pozostał w mogile mimo tej i kolejnych prób nielegalnej ekshumacji.

Blanche w chwili śmierci ważyła 230 kg. Na świat przyszła jako 5,5-kilogramowe niemowlę, a w ciągu 12 lat osiągnęła masę 115 kg. Członkowie jej rodziny nie bardzo się tym przejęli, a ona sama po pewnym czasie postanowiła przekuć niedostatki wyglądu na własny sukces. W wieku 17 lat ruszyła w podróż, by na Manhattanie zrobić karierę grubaski w cyrku.

Udało jej się – szybko znalazła nie tylko dość dobrze płatną pracę, ale i męża, którym stał się skromny bileter, starszy od niej o 8 lat. David Moses miał głowę do interesów i od razu stał się menadżerem Blanche. Sprzedał nawet bilety na ślub "najgrubszej dziewczyny na świecie". Kiedy wydarzenie okazało się sukcesem, jego żona przyjęła pseudonim sceniczny Gruba Panna Młoda.

Miał on zapewnić jej pracowity miesiąc miodowy, ponieważ David zadbał o liczne angaże w tym czasie. Jednak już po kilku dniach tournee pojawiły się komplikacje. Blanche podczas występów przymykała oczy, a jej skóra przybrała plamisty, fioletowy kolor. Świeżo poślubiony mąż zapewniał, że Gruba Panna Młoda czuje się świetnie, a mimo to kobieta zmarła kilka dni później.

Pogrzeb Blanche był równie widowiskowy, co jej niedawny ślub. Tłumy gromadziły się na ulicach, by śledzić kondukt. Ciało zmarłej przywiązano do drewnianej dechy, a 12 mężczyzn zniosło je z drugiego piętra hotelu, w którym spędziła ostatnią noc życia¹.

Niestety historia Blanche na zawsze pozostała jedynie krótkim widowiskiem i żerowaniem na odmienności młodej dziewczyny, traktowanej jako osobliwy dziwoląg. Nigdy nie dowiedzieliśmy się, co spowodowało jej patologiczne przybieranie na masie.

Dopiero 100 lat później lekarze zaczęli dostrzegać, że otyłość może być skutkiem niedoboru jednego z kilku hormonów. Istnienie tych substancji odkryto zaledwie kilka lat po pogrzebie Grubej Panny Młodej, co otworzyło nowe drzwi dla kolejnych dzieci z nietypową masą ciała.

Ciągłe uczucie głodu przyczyną otyłości

Jednym z chłopców, który miał dużo więcej szczęścia niż Blanche, jest urodzony w 2008 r. Nate. Ten wiecznie głodny noworodek szybko zamienił się w otyłe niemowlę, a jako dwulatek trafił do specjalistów. Badanie krwi wykazało, że cierpi na rzadkie zaburzenie endokrynologiczne: niedobór proopiomelanokortyny (POMC). Polega ono na uszkodzeniu jednego z genów, przez co wadliwie działa hormon sygnalizujący nasycenie – leptyna.

W wyniku mutacji doszło do uszkodzenia jej receptorów w podwzgórzu, a w efekcie Nate ciągle odczuwa głód. Gdyby urodził się w czasach Blanche Grey, chłopiec pewnie zmarłby jako niemowlę lub niewiele później, ponieważ uszkodzenie szeregu leptynowego wywołuje u niego wiele problemów endokrynologicznych – musi zażywać pastylki z kortyzonem i hormon tarczycy, a z czasem zacznie przyjmować hormony płciowe, by przejść okres dojrzewania.

Na szczęście Nate’owi przyszło żyć w czasach rozkwitu endokrynologii, kiedy świat medycyny poznał już wiele aspektów głodu, apetytu i spalania kalorii. Odkryły one przed nami drugie oblicze otyłości: dzisiaj nie postrzegamy jej już jako problemu psychologicznego, związanego jedynie z przejadaniem się i innymi nieprawidłowymi nawykami. Czasy Blanche i Nate’a dzieli pod tym kątem prawdziwa przepaść.

Leptynę można nazwać systemem alarmowym, który ostrzega przed głodem. Krąży w krwiobiegu, analizując poziom paliwa, a po posiłku dociera do mózgu, aby dostarczyć mu wiadomość o tym, że organizm ma teraz pewną ilość dostępnej energii.

W ciągu 150 lat okazało się bowiem, że do jedzenia skłania nas nic innego, jak pierwotny popęd. To instynkt przetrwania każe nam gromadzić tkankę tłuszczową jako zapas energetyczny – niczym u ludzi pierwotnych. Uczestniczące w tych procesach hormony są chemicznymi strażnikami ich prawidłowego przebiegu.

Apetyt i sytości a otyłość

Leptyna - hormon, który pomaga kontrolować głód

Hormon sytości, z którym problemy ma Nate, odkryto dopiero w 1994 r. Nazwano go leptyną od greckiego słowa leptos, czyli "szczupły". Co ciekawe jest on wytwarzany nie w przysadce, jak sądzono, a w komórkach tłuszczowych, czyli adipocytach (notabene to odkrycie leptyny sprawiło, że przestaliśmy traktować je jako zwyczajny balast tłuszczu, a dostrzegliśmy w nich narząd dokrewny)².

Leptynę można nazwać systemem alarmowym, który ostrzega przed głodem. Krąży w krwiobiegu, analizując poziom paliwa, a po posiłku dociera do mózgu, aby dostarczyć mu wiadomość o tym, że organizm ma teraz pewną ilość dostępnej energii. W jądrach łukowatym (ARC), przykomorowym (PVN), bocznym (LHA) i brzuszno-przyśrodkowym (VMH) podwzgórza zlokalizowane są bowiem ośrodki sytości i głodu związane przede wszystkim z biologiczną regulacją poboru pokarmu.

Prawdopodobnie przyczyną leptynooporności u osób otyłych jest zaburzony transport hormonu przez barierę krew-mózg lub defekt jednej z izoform receptora leptyny i nieprawidłowe przekazywanie przez niego sygnału

Kiedy zapasy energii zaczynają się kurczyć, włącza się alarm. Przy braku posiłku poziom leptyny pozostaje na niebezpiecznie niskim poziomie, co z kolei zaburza produkcję hormonów podwzgórza, a w efekcie spowalnia metabolizm, osłabia odporność, a nawet uniemożliwia reprodukcję³. Procesy te zostają wstrzymane, by jak najdłużej zachować kurczące się zasoby energii. Właśnie dlatego nadmiernie odchudzające się kobiety często przestają miesiączkować.

Efekt jo-jo - jak go uniknąć?

Ten sam mechanizm wyjaśnia także efekt jo-jo, który tak często towarzyszy próbom walki z otyłością. Restrykcyjne ograniczenie kalorii sprawia, że poziom leptyny w organizmie jest niski (uruchamia się alarm, a mózg nie otrzymuje sygnału sytości), co ma ułatwić nam powrót do normalnej, czyli wyższej masy ciała.

Niestety pozbawiona zapasu tłuszczu sylwetka, określana dziś mianem "fit", ewolucyjnie traktowana jest jak efekt głodu i zagrożenie dla całego ustroju! Co więcej, leptyna reguluje również tempo rozkładu tłuszczu. Kiedy jej poziom wzrasta, przyspiesza jego metabolizm.

Gdy jesteśmy na diecie i stężenie tego hormonu obniża się, to samo dzieje się z tempem przemian tłuszczowych. Dlatego też jedynym wyjściem są długotrwałe diety, które pozwalają stopniowo wyregulować poziom leptyny tak, by nie sabotowała ona naszych wysiłków i pozwoliła utrzymać wymarzoną sylwetkę.

Leptynooporność u osób otyłych

W warunkach fizjologicznych stężenie leptyny w osoczu jest proporcjonalne do ilości tkanki tłuszczowej w organizmie, dlatego u osób otyłych obserwuje się wyższy poziom tego hormonu w porównaniu z osobami z prawidłową masą ciała. Podobnie u kobiet będzie on 2-3 razy większy niż u mężczyzn o takim samym BMI, co należy tłumaczyć odmienną dystrybucją tkanki tłuszczowej (leptyna wydzielana jest w większych ilościach przez tkankę tłuszczową podskórną niż trzewną).

Dodatkowo estrogeny stymulują, a androgeny hamują wydzielanie hormonu sytości. Paradoksalnie jednak podwyższone stężenie leptyny u osób otyłych nie przyczynia się do spodziewanego zmniejszenia spożycia pokarmu, co sugeruje, że większość z nich po prostu nie reaguje prawidłowo na endogennie wyprodukowany hormon¹⁰. Analogicznie do insulinooporności mówi się w tym przypadku o leptynooporności.

Prawdopodobnie jej przyczyną jest zaburzony transport hormonu przez barierę krew-mózg lub defekt jednej z izoform receptora leptyny i nieprawidłowe przekazywanie przez niego sygnału¹¹. Zjawisko leptynooporności wyjaśnia również fakt, że podanie tego hormonu jedynie u pacjentów z mutacją genu leptyny przynosi bardzo dobre efekty i przyczynia się m.in. do zmniejszenia apetytu i masy ciała¹².

Co ciekawe odwrotny mechanizm obserwuje się u osób chorych na jadłowstręt psychiczny, które wykazują oporność na grelinę – jej stężenie we krwi pacjentów jest wyraźnie podwyższone¹³. Mechanizm ten nie został jednak do końca poznany i przypuszcza się tylko, że wzrost greliny wynika z adaptacji do zmian odżywiania i jednocześnie stanowi mechanizm kompensujący nieprawidłowe nawyki.

Grelina - jak wpływa na nasz apetyt?

Cały ten obraz nie byłby pełny bez innego ważnego regulatora, czyli greliny. Można powiedzieć, że jest ona antagonistą leptyny, ponieważ ich funkcjonowanie wydaje się dokładnym przeciwieństwem⁴. Stężenie greliny osiąga szczytową wartość tuż przed posiłkami, a po ich zjedzeniu obniża się.

Dlatego im wyższy jej poziom, tym większy głód odczuwamy. Dodatkowo związek ten oddziałuje na receptor znajdujący się w przysadce mózgowej i kontroluje wydzielanie hormonu wzrostu z jej przedniego płata⁵. Poprzez bezpośrednie działanie na przysadkę mózgową grelina wpływa na różne elementy układu nerwowego, biorące udział w kontroli apetytu i regulacji energii w organizmie.

Skoro już o apetycie mowa – uznaje się go za hedonistyczny aspekt jedzenia, związany z układami kannabinoidowym i opioidowym. Jego ośrodek mieści się w jądrze bocznym podwzgórza. Inne szlaki neuroprzekaźnikowe, które regulują odczuwanie sytości i głodu, uczestniczą także w stabilizacji nastroju: wzrost aktywności układów dopaminergicznego, α2-adrenergicznego i GABA-ergicznego nasila pobór pokarmu, natomiast zwiększenie aktywności układów serotoninergicznego, β-adrenergicznego i cholinergicznego zmniejsza go⁶.

Cholecystokinina - pobudza odczuwanie sytości

Wysyłane przez leptynę i grelinę sygnały określa się mianem długotrwałych, ponieważ informują o zasobach energetycznych organizmu i uczestniczą w długoterminowej kontroli przyjmowania pokarmu. Do tej samej kategorii należy insulina. Hormony te wydzielane są proporcjonalnie do ilości tkanki tłuszczowej występującej w organizmie i przenikają do ośrodkowego układu nerwowego proporcjonalnie do ich stężenia w osoczu¹⁴.

Druga kategoria składa się z sygnałów krótkoterminowych, generowanych w czasie danego posiłku głównie z przewodu pokarmowego. Są to bodźce informujące najczęściej o osiągnięciu stanu nasycenia oraz hamujące dalsze spożycie pokarmu. Należy do nich np. cholecystokinina (CCK), której funkcja ogranicza się do zmniejszenia jedynie wielkości przyjmowanego posiłku, a nie ogólnej ilości kalorii spożywanych w ciągu dnia. Efektem jej działania jest m.in. pobudzenie skurczu pęcherzyka żółciowego i trzustki, zwiększenie wydzielania soku trzustkowego i żołądkowego oraz spowolnienie opróżniania żołądka¹⁵.

Cholecystokinina jest wydzielana pod wpływem dostarczanych z pożywieniem substancji odżywczych przez wyspecjalizowane komórki błony śluzowej jelita cienkiego, które skoncentrowane są głównie w dwunastnicy i jelicie czczym. Szczególnie skutecznie podnoszą jej poziom pokarmy bogate w tłuszcze oraz białka, podczas gdy węglowodany stanowią słabe stymulatory wydzielania CCK¹⁶.

Jak ilość snu wpływa na naszą masę ciała?

Leptyna, jak większość hormonów, jest wydzielana pulsacyjnie, poza tym wykazuje rytm dobowy – najwyższe jej stężenia we krwi obserwuje się w godzinach nocnych (24-2), a najniższe rano (między 8 a 9)⁷. Nic więc dziwnego, że jakość naszego snu przekłada się na poziom hormonów głodu i sytości, a tym samym – masę ciała.

Badania przedstawione na Konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Badań nad Otyłością w Las Vegas wykazały, że osoby śpiące poniżej 4 godz. na dobę były narażone na otyłość średnio o 73% bardziej niż sypiające normalnie. W innym wykazano, że ma to związek właśnie z hormonami: uczestnicy z krótkim snem mieli obniżony poziom leptyny w surowicy, a podwyższony greliny.

Te różnice prawdopodobnie zwiększają apetyt, wyjaśniając podwyższone BMI w tej grupie⁸. Ponadto udowodniono, że nawet jedna nieprzespana noc może wywołać zaburzenia stężenia glukozy we krwi, na skutek czego organizm, wydzielając insulinę, blokuje procesy spalania tkanki tłuszczowej i spowalnia procesy regeneracyjne⁹.

Czas snu może zatem być ważnym regulatorem masy ciała i metabolizmu, a przyczyna tej zależności ponownie tkwi w ewolucyjnych mechanizmach. W okresie letnim, kiedy pożywienie było łatwo dostępne, a noce i sen krótsze, nasi przodkowie prawdopodobnie magazynowali tkankę tłuszczową, która miała zapewnić im przetrwanie zimą, przy ograniczonej ilości pokarmu. Organizmy ludzkie przez wieki przyzwyczaiły się do tego rytmu, a obecnie krótki sen może być odczytywany przez ciało jako sygnał do magazynowania tłuszczu.

Insulina - jakie ma znaczenie w utrzymaniu prawidłowej masy ciała?

Choć ta hormonalno-neuroprzekaźnikowa układanka już może wydawać się skomplikowana, co powiesz na kilku dodatkowych bohaterów tej historii? W końcu opisane tu związki chemiczne i szlaki to jedynie podstawowe regulatory łaknienia. Obecnie uważa się, iż biosynteza leptyny w tkance tłuszczowej jest regulowana głównie przez insulinę, która także bierze udział w przekazywaniu do podwzgórza informacji o spożyciu pokarmu (zostaje wydzielona bezpośrednio po nim).

Dodatkowo nasila ona dokomorowy transport glukozy, syntezę białek, tłuszczów i glikogenu, przyspiesza podział komórkowy oraz zwiększa ekspresję genów, co może przyczyniać się do wzrostu masy ciała. Często obserwowana u ludzi otyłych insulinooporność prawdopodobnie poza niekorzystnymi działaniami metabolicznymi może przyczyniać się do zaburzeń w przekazywaniu sygnałów sytości w podwzgórzu. Badania pokazują jednak nie tylko związek między poziomem leptyny i insuliny, ale również wpływ obu tych substancji na efektywność sycącego działania CCK¹⁷.

Stres zwiększa otyłość brzuszną

Wzrost ekspresji genu kodującego leptynę wywołują także glukoza i glikokortykosteroidy (GCs), spośród których najważniejszy wydaje się kortyzol. Ten hormon stresu nie dość, że blokuje spalanie tkanki tłuszczowej, to jeszcze powoduje jej większe nagromadzenie na brzuchu (klasycznym przykładem takiego związku jest zespół Cushinga).

Podniesione stężenie kortyzolu (na czczo we krwi lub wolnego w moczu) często towarzyszy nadciśnieniu, hiperglikemii, insulinooporności, wysokiemu stężeniu trójglicerydów czy niskiemu HDL¹⁸. W przewlekłym stresie kortyzol hamuje ekspresję neuropeptydu Y (białka regulującego m.in. odczuwanie lęku i apetyt) oraz jego receptorów w wisceralnej tkance tłuszczowej.

Niedawno odkryto specyficzne receptory TSH w tkance tłuszczowej, co może sugerować bezpośrednią rolę tego hormonu w funkcjonowaniu samych adipocytów i kontroli wydatków energetycznych

W konsekwencji stymuluje angiogenezę i adipogenezę oraz prowadzi do rozwoju otyłości i insulinooporności¹⁹. Dodatkowo nadmierna masa ciała u osób narażonych na stres może być wynikiem zwiększonej konsumpcji żywności, a zwłaszcza tzw. komfortowego jedzenia (comfort food), czyli bogatego w tłuszcz i cukry proste.

Choroby tarczycy a otyłość

Jeszcze inną rolę w rozwoju otyłości odgrywają hormony tarczycy. W różnych doniesieniach naukowych stwierdzono istnienie związku między niedoczynnością tego gruczołu a podwyższoną masą ciała, a chorobę tę wymienia się na pierwszym miejscu wśród endokrynologicznych przyczyn otyłości zarówno u dzieci, jak i dorosłych²⁰.

Bardzo często pierwszym jej zauważalnym sygnałem jest właśnie przyrost masy ciała, związany z nadmiernym gromadzeniem się tkanki tłuszczowej oraz wody w glikozaminoglikanach tkanki łącznej, co powoduje obrzęki podskórne. W warunkach niedoboru hormonów tarczycowych znacznie obniża się intensywność procesów utleniania oraz spowalnia tempo przemiany materii (w ciężkich przypadkach nawet o połowę w stosunku do wartości wyjściowej).

Niedawno odkryto również specyficzne receptory TSH w tkance tłuszczowej, co może sugerować bezpośrednią rolę tego hormonu w funkcjonowaniu samych adipocytów i kontroli wydatków energetycznych²¹. Wyniki sugerują, że przy stężeniu TSH w przedziale 2,5-4,5 mg/dl rośnie ryzyko występowania otyłości i zespołu metabolicznego, czego wyrazem są wyższe wskaźniki talia/biodra i wartości trójglicerydów²².

U osób z BMI wyższym niż 29 dużo częściej notuje się również subkliniczną niedoczynność tarczycy (stężenie TSH powyżej górnej granicy normy, przy jednoczesnym prawidłowym stężeniu wolnej tyroksyny) – 20% vs 2-10% w populacji ogólnej²³. Parametry oceniające funkcje tarczycy wpływają nie tylko na stopień gromadzenia tkanki tłuszczowej, ale także na jej rozmieszczenie.

U osób otyłych stwierdzono zmniejszoną ekspresję genów TSHR oraz TRa1 zarówno w tkance tłuszczowej wisceralnej, jak i podskórnej. Wskazuje się też na istotny związek między aktywnością TSH a stężeniem leptyny w surowicy oraz wpływ adipocytów na wydzielanie TSH i funkcjonowanie tarczycy²⁴. Złożone zależności obserwuje się także u pacjentów z chorobą Hashimoto.

Na nadmierny przyrost masy ciała w tej grupie składa się wiele czynników: niskie stężenie fT4, niedobory składników mineralnych (jak selen czy cynk), zbyt mała podaż białka w diecie i stan zapalny. Wysoki poziom przeciwciał przeciwtarczycowych sprzyja też wzrostowi stężeń glukozy i insuliny, a zwiększenie masy ciała prowadzi do dalszej insulinooporności²⁵.

Ważnym aspektem utrzymania prawidłowej masy ciała mimo hashimoto jest nawet równowaga estrogenów i progesteronu! Estrogen to jeden z czynników sprzyjających rozwojowi autoimmunologicznego zapalenia gruczołu tarczowego. Jego nadmiar pobudza wątrobową syntezę globuliny wiążącej hormony tarczycy, co zmniejsza dostęp do wolnych hormonów i sprzyja niedoczynności, a pośrednio także akumulacji tłuszczu podskórnego i powstawaniu insulinooporności²⁶.

Jak schudnąć?

Dotarliśmy do końca tej podróży, która miała dać nam odpowiedź na pytanie, dlaczego tak wielu ludzi ma problem ze zmniejszeniem masy ciała lub szybko nadrabia kilogramowy zrzucone w pocie czoła. Jak widać wina nie zawsze leży po stronie osoby otyłej. Bywa, że jej własny organizm sabotuje uczciwą i ciężką pracę. Dzisiejszy styl życia (stres, pośpiech, niewłaściwa dieta) sprzyjają powstawaniu zaburzeń gospodarki hormonalnej i mogą wyjaśniać, dlaczego każde kolejne pokolenie jest grubsze od poprzedniego.

Czy można traktować to jako wymówkę? Bynajmniej! Świadomość skomplikowanych zależności zachodzących między różnymi regulatorami apetytu, głodu i nasycenia ma jedynie zmobilizować nas do utrzymywania równowagi gospodarki hormonalnej, większej aktywności fizycznej, utrzymania bilansu energetycznego zamiast okazjonalnego stosowania nieracjonalnych diet odchudzających oraz redukcji stresu i walki z bezsennością. Wszystkie te elementy stylu życia przyczyniają się bowiem do uzyskania (i zachowania!) prawidłowej masy ciała.

 Lek na otyłość?

Co prawda nie istnieje póki co cudowny lek, który mógłby sam w sobie zwalczyć nadmierną masę ciała, jednak brytyjscy naukowcy opublikowali niedawno wyniki podwójnie zaślepionych badań okrzykniętych przełomem w walce z epidemią otyłości. Z ich analiz wynika, że lek stosowany w cukrzycy nie tylko prowadzi do dużej redukcji kilogramów – porównywalnej z efektami interwencji chirurgicznej – ale również poprawia zdrowie osób otyłych²⁷.

Zastosowany przez Brytyjczyków lek to semaglutyd, który działa poprzez przejęcie kontroli nad znajdującym się w mózgu układem regulującym apetyt. Zawiera on związek będący analogiem hormonu GLP-1, uwalnianego do krwi po posiłku i stymulującego wydzielanie insuliny. Dzięki temu osoba, która go zażywa, odczuwa mniejszy głód i mniej je.

Aż 75% ochotników otrzymujących 2,4 mg semaglutydu dziennie przez 68 tygodni (ok. 16 miesięcy) straciło ponad 10% masy ciała, a 35% zrzuciło więcej niż 20% kilogramów. Średnio każdy stał się szczuplejszy aż o 15,3 kg (w grupie placebo było to 2,6 kg). Jednocześnie u badanych zaobserwowano redukcję czynników ryzyka chorób serca i cukrzycy (poprawiło się ich ciśnienie krwi oraz spadł poziom cukru i cholesterolu).

Jak do tej pory żaden inny środek nie dał tak spektakularnych efektów. Co więcej, jedyne skutki uboczne, zgłoszone przez niektórych ochotników, to przemijające nudności i biegunka. Trzeba jednak podkreślić, że uczestnicy zmienili również styl życia – przeszli na dietę i podjęli aktywność fizyczną – więc nazywanie semaglutydu cudowną pigułką na otyłość jest przedwczesne. W testach uczestniczyło niemal 2 tys. osób z nadwagą lub otyłością z 16 krajów.