Hormony głodu i sytości - jaki mają związek z cukrzycą?

Sprawa jest rzeczywiście poważ­na i trudna. Otyłość to plaga na­szych czasów. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia od 1975 r. problem ten uległ niemalże potrojeniu. W 2016 r. 1,9 mld dorosłych (39% światowej populacji) miało nad­wagę, z czego 650 mln (13% światowej populacji) cierpiało na otyłość. W Euro­pie co 5. dziecko ma nadmiernie zwięk­szoną masę ciała.

Otyłość jest czynni­kiem ryzyka wielu innych schorzeń, m.in. cukrzycy typu 2, chorób układu krążenia i różnych form nowotworów¹. Istnieje bezpośredni zwią­zek między otyłością a cukrzycą typu 2. Aż 80% osób z tą postacią schorzenia jest otyłych. Jej przyczyną jest jednocześnie insulinooporność i niewłaściwe wydzielanie insuliny oraz nieprawidłowości dotyczących wytwarzania tego hormonu (patrz ramka „Zamknięte drzwiczki”). Ta po­stać choroby jest bardzo podstępna, gdyż – w przeciwieństwie do cukrzycy typu 1 – rozwija się powoli i przez długi czas może pozostawać nierozpoznana. Aby walczyć z epidemią otyłości oraz związanej z nią cukrzycy, trzeba wie­dzieć, jakie zmiany zachodzą na pozio­mie organizmu, inaczej mówiąc – jak to się dzieje, że czujemy głód lub sytość.

Jak działają hormony głodu i sytości?

Wiadomo, że ośrodki głodu i sytości znajdują się w mózgu. To on wykrywa zmiany w zasobach energetycznych i wyzwala reakcje metaboliczne i be­hawioralne, mające na celu utrzymanie równowagi energetycz­nej. Homeostaza w tym zakresie jest kontrolo­wana głównie przez obwody neuronalne w podwzgórzu i pniu mózgu, podczas gdy aspek­ty nagrody i motywacji zachowań żywieniowych są nadzorowane przez neu­rony w regionach limbicznych i korze mózgowej². Inaczej mówiąc, zaangażowane jest nie tylko podwzgó­rze, w którym jak przyjęto znajdują się tzw. ośrodki głodu i sytości, ale także układ limbiczny, ściślej rzecz biorąc ciało migdałowate oraz kora mózgowa odpowiadające m.in. za emocje. 

Hormony regulujące apetyt

Przyjrzyjmy się wszystkim substan­cjom, które wpływają na nasz apetyt. Z grubsza możemy podzielić je na te, wytwarzane przez mózg i poza nim, czyli ośrodkowe i obwodowe. Na początek sprawdźmy, co dzieje się w mózgu. Otóż w obrębie podwzgórza, a dokładniej rzecz biorąc jądra łukowatego, dochodzi do porządkowania sygnałów związanych z potrzebami energetycznymi organizmu. Zajmują się tym 2 antagonistyczne ukła­dy neuropeptydów i neurotransmiterów: oreksygeniczny, stymulujący łaknienie, zmuszający nas do poszukiwania pokar­mu, a także prowadzący do zmniejszenia wydatkowania energii w czasie głodu (NPY neuropeptyd Y i AgRP, produkt genu AgRP) oraz układ anoreksyge­niczny hamujący łaknienie (pochodna proopiomelanokortyny, hormon α-me­lanotropowy oraz peptyd CART)³.

Sygnalizacja zaopatrzenia energetycznego

Do podwzgórza docierają też sygnały z hormonów wytwarzanych obwodowo. Informacje te mogą dotyczyć kwestii krótkotrwałego zaopatrzenia energetycz­nego, są generowane w trakcie posiłku i pochodzą z przewodu pokarmowego. To one każą nam zrezygnować z do­kładki, w chwili, gdy osiągamy stan nasycenia. Jest to np. cholecystokini­na (CCK). Substancja ta jest produkowa­na w górnym jelicie cienkim w odpowie­dzi na jedzenie i daje uczucie pełności. Jest ona uwalniana wkrótce po tym, jak jedzenie dotrze do jelita cienkiego.

Druga grupa sygnałów, nazwijmy je długotrwałymi, tyczy informacji o cał­kowitych zasobach energetycznych orga­nizmu. Przekazują je hormony takie jak leptyna czy insulina. Wydzielane są pro­porcjonalnie do zasobów tkanki tłuszczo­wej i przenikają do ośrodkowego układu nerwowego w zależności od ich stęże­nia w osoczu krwi. Tkanka tłuszczowa (brzuszna), która jest de facto narządem endokrynnym, uwalnia nie tylko wol­ne kwasy tłuszczów, ale także leptynę, adiponektynę, rezystynę, TNF-α i inne cząsteczki. Część z nich (adypsyna, re­zystyna, TNFα, IL-6, MCP-1, PAI-1, an­gioten-synogen) obniża obwodową wrażliwość na insulinę (patrz ram­ka). Inne np. adiponektyna, leptyna i wisfatyna mają działanie przeciwne. Wielkość masy tkanki tłuszczowej wpływa na ilość wydzielanych sub­stancji, przy czym nie zawsze ozna­cza to zwiększenie wydzielania⁴.

Co to adipokiny i za co odpowiadają?

Taką nazwę noszą aktywne substancje wydzielane przez tkankę tłuszczową trzewną, o których wspomnieliśmy. Pełnią one różne funkcje: regulują od­żywianie się, utrzymują równowagę energetyczną i wpływają na wrażliwość tkanek na insulinę. Zwiększenie tkanki tłuszczowej oznacza również zwięk­szenie wydzielania: wolnych kwasów tłuszczowych, rezystyny, leptyny, wis­fatyny, adypsyny oraz – zmniejszenie sekrecji adiponektyny. Zarówno rezy­styna, wisfatyna jak i adypsyna zmniej­szają wrażliwość komórek na insulinę. Zatem – im wyższe BMI, a dokładniej – im większy obwód w pasie, tym więcej w naszym organizmie hormonów zmniej­szających skuteczność działania insuliny.

Nieco inaczej wygląda sytuacja z adi­ponektyną, hormonem wpływającym na procesy metaboliczne, zwłaszcza na przemianę węglowodanów i kwasów tłuszczowych w wątrobie i mięśniach. Ma ona odwrotne działanie do leptyny i jest ono też bardzo korzystne, zwięk­sza bowiem wrażliwość na insulinę. I – co bardzo ważne: istnieje odwrotna zależność miedzy ilością tkanki tłuszczo­wej, a wydzielanej adiponektyny. Ozna­cza to, że im mniej zbędnego tłuszczyku – tym więcej wydzielamy tego hormonu i – tym mniejsza insulinooporność, a tym samym ryzyko rozwoju cukrzycy⁵.

Czym jest hormon sytości?

Jedną z substancji wydzielanych przez adipocyty, czyli komórki tłuszczowe organizmu jest leptyna (od grec. leptos, czyli szczupły), zwana również „hormo­nem sytości”. Jest to białko zbudowane ze 167 aminokwasów kodowanych przez gen ob (gen otyłości, obese gene). Syntetyzowane i wydzielane jest głów­nie przez komórki białej (podskórnej) tkanki tłuszczowej oraz w mniejszym stopniu przez mięśnie szkieletowe, przysadkę, mózg, żołądek, łożysko, gru­czoł sutkowy i serce. Mechanizm jego działania polega na pobudzaniu grupy neuronów POMC/CART, które zwiększają wydzielanie peptydów stymulujących uczucie sytości, tj. α-MSH i CART, oraz hamowanie syntezy i wydziela­nia neuropeptydu Y, który jest jednego z najsilniejszych stymulatorów łaknie­nia. Im większy obwód pasa i grubsza tkanka tłuszczowa, tym więcej wy­dzielanej przez nią leptyny. Jej poziom spada zaś wraz ze zmniejszeniem się oponki (schudnięciem) oraz z postem.

Wydawałoby się zatem, że wystarczy zwiększyć poziom leptyny w organizmie, by pomóc osobom otyłym. Niestety, tak się nie dzieje. Dochodzi u nich bowiem często do leptynooporności. Jej przyczy­ny nie są do końca znane. Może do nich należeć zaburzony transport tego hormo­nu przez barierę krew-mózg lub defekt jednej z izoform jego receptora i niepra­widłowe przekazanie sygnału przez ten receptor. Może być też tak, że utrzymu­jący się wskutek znacznej ilości tkanki tłuszczowej wysoki poziom leptyny, pro­wadzi do zmniejszenia się ilości recepto­rów tego hormonu. W każdym z owych przypadków, właśnie wskutek leptyno­oporności, organizm nie odbiera sygna­łów związanych z sytością i mimo ist­nienia sporych zapasów energetycznych (ach ten brzuch!) nadal jesteśmy głodni. Apetyt jest niewspółmierny do potrzeb i tak tworzy się błędne koło. Nadmierne łaknienie prowadzi do zwiększenia tkan­ki tłuszczowej, co oznacza nadprodukcję leptyny i – wzrost leptynooporności.

Jak działa hormon głodu?

Przeciwne do leptyny działanie ma hormon głodu. Prawie 60-70% greli­ny w krwi jest uwalniana z komórek okładzinowych (tzw. X/A like cells) trzonu i dna żołądka ściśle połączonych z siecią naczyń włosowatych. Hor­mon trafia nie do światła żołądka, ale z grubsza możemy podzielić je na te, wytwarzane przez mózg i poza nim, czyli ośrodkowe i obwodowe. Na początek sprawdźmy, co dzieje się w mózgu. Otóż w obrębie podwzgórza, a dokładniej rzecz biorąc jądra łukowatego, dochodzi do porządkowania sygnałów związanych z potrzebami energetycznymi organizmu. Zajmują się tym 2 antagonistyczne ukła­dy neuropeptydów i neurotransmiterów: oreksygeniczny, stymulujący łaknienie, zmuszający nas do poszukiwania pokar­mu.

Co interesujące, na wydzielanie greliny wpływają czynniki związane ze stylem życia, takie jak np. stres czy ilość snu. Wykazano, że wśród pacjentów, u któ­rych wywołano stres w warunkach labo­ratoryjnych, wzrastało nie tylko stężenie kortyzolu, hormonu stresu, ale również poziom greliny, co może wyjaśniać fakt, że niektórzy podczas stresu odczuwają wzmożony apetyt i próbują go „zajadać”. Istniejące różnice osobnicze naukowcy tłumaczą indywidualną reakcją na stres. Podkreślają jednocześnie pozytywną korelację między poziomem wytwarza­nego wówczas kortyzolu i greliny⁶.

Innym ciekawym aspektem jest od­działywanie tego ostatniego hormonu na mózgowe ośrodki nagrody. Zwięk­sza on bowiem stężenie endogennych kannabinoidów w podwzgórzu, a one najprawdopodobniej powodują wzrost jej stężenia (sprzężenie zwrotne). Substan­cje te, działając przez receptory kannabi­noidowe CB1 i CB2 – umiejscowio­ne m.in. w ośrodkowym układzie nerwowym, przysadce, tkance tłuszczowej, przewodzie pokarmowym – wywołują dobre samo­poczucie, stąd jedzenie jest kojarzone z przyjemnością. U osób otyłych zaobser­wowano nadmierną aktywność systemu endokannabinoidów zarówno w mózgu, jak i w innych tkankach⁷. Oznacza to, że są bardziej podatne na efekt poprawia­nia sobie nastroju za pomocą jedzenia. W ten sposób tworzy się błędne koło.

Jakby tego było mało, dorzućmy jeszcze fakt, że grelina odpowiada zarówno za tzw. efekt jo-jo, jak i pod­jadanie w nocy. Jej stężenie we krwi rośnie bowiem u osób cierpiących na bezsenność oraz na obturacyjny bezdech senny. Stąd też ich skłonność do przekąsek, głównie wysokokalorycz­nych węglowodanów – hormon ten najszybciej bowiem reaguje na dostar­czenie węglowodanów, dopiero póź­niej na białka i tłuszcze. Jego poziom wzrasta również po zakończeniu diety, a razem z nim apetyt oraz… waga⁸.

Inne hormony regulujące apetyt

Na tym nie koniec listy substancji zawia­dujących naszym apetytem, aczkolwiek nauka wciąż pracuje nad identyfikacją znaczenia i działania niektórych z nich. Insulinopodobny peptyd 5 (ILP-5) został uznany za stymulujący głód w 2014 r. Jest to 2. krążący we krwi hormon, który ma takie działanie i jest produkowany głównie w jeli­cie grubym. Nadal jednak nie znamy w pełni jego fizjologicznej roli. Peptyd YY, glukagonopodobny pep­tyd 1 (GLP-1), oksyntomodulina i uro­guanilina są wytwarzane w ostatniej części jelita cienkiego i sprawiają, że czujemy się pełni. Są one uwalniane w odpowiedzi na pokarm w jelitach.

Amylina, insulina i polipeptyd trzustkowy są wytwarzane w trzustce. Insulina, podobnie jak leptyna, jest głównym sygnałem obwodowym zawia­damiającym mózg o stanie energetycz­nym. Obie substancje hamują ekspresję NPY/AgRP i aktywują układ POMC, tym samym zmniejszając potrzebę jedzenia. Stężenie insuliny w surowicy krwi, po­dobnie jak stężenie leptyny, zwiększa się w stanach dodatniego bilansu energe­tycznego i maleje w przypadku ujemne­go. Badania wykazały, że zastosowanie insuliny w długotrwałym stanie hipergli­kemii wpływało na zwiększenie stężenia leptyny w surowicy krwi. Oznacza to, że insulina może zwiększać ekspresję genu ob i uwalnianie leptyny z adipo­cytów. Duet insulina/leptyna zwiększa też sycące działania cholecystokininy.

Rezystyna bierze udział w regulacji ho­meostazy energetycznej, głównie przez modulację metabolizmu węglowodanów czy lipidów; działa także jak związek anoreksygeniczny – hamuje łaknienie.

Wisfatyna to białko prozapalne z grupy adipokin, produkowany przez infiltrują­ce tkankę tłuszczową makrofagi. Jej rola w homeostazie glukozy nadal jest bada­na, a jej podwyższone stężenie w osoczu występuje w przypadku pacjentów z cu­krzycą i chorobą serca, cechującymi się również wysokimi stężeniami glukozy na czczo oraz u osób otyłych. Zdaniem niektórych badaczy poziom wisfatyny może zostać uznany za czynnik progno­styczny powikłań kardiologicznych u pa­cjentów z cukrzycą nieinsulinozależną⁹.

Zalecania dietetyczne w cukrzycy

Niezastąpionym sprzymierzeńcem w walce z wagą jest błonnik. Dieta bogata we włókno pokarmowe nie tylko obniża poposiłkową glikemię, ale też stężenie HbA1c u osób z cukrzycą. Osoby, któ­re spożywają więcej niż 15g błonnika dziennie mają niższe ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2, są mniej narażone na otyłość, gdyż samo trawienie błonnika jest bardzo „energochłonne”¹⁰.

Każdy kilogram mniej to spadek prawdopodobieństwa rozwoju cukrzy­cy, warto więc przyjrzeć się produktom o niskim indeksie glikemicznym (IG). Jest to klasyfikacja produktów żywno­ściowych na podstawie ich wpływu na stężenie glukozy we krwi w ciągu 2-3 godz. po ich spożyciu. Zatem im niż­sze IG, tym niższa glikemia poposiłkowa, co ma szczególne znaczenie przy insuli­nooporności. Przy okazji warto pamiętać, że gotowanie, rozdrabnianie i… szybkie jedzenie podnosi IG. Dlatego warto sięgać po świeże warzywa i surówki.

Dieta z niskim indeksem glikemicznym

Innym wskaźnikiem, którym można się posłużyć przy układaniu zdrowe­go jadłospisu jest ładunek glikemicz­ny (ŁG) – to jeszcze bardziej precyzyjna miara od indeksu. Odnosi się bowiem nie tylko do rodzaju węglowodanów, szybko­ści ich wchłaniania, ale także ich ilości w danej porcji produktu. Aby obrazowo pokazać różnice między indeksem a ła­dunkiem, często używa się jako przykła­du arbuza, który ma wysokie IG – 72. Ale – aby dostarczyć organizmowi 50 g cu­krów prostych, trzeba zjeść aż 1 kg tego owocu. Z punktu widzenia diety ważny jest ładunek glikemiczny posiłku, który – najlepiej, by nie prze­kroczył 80 ŁG. Warto widzieć, że jeśli do produktów o wyso­kim IG do­damy takie, które mają dużą zawartość białka, błonnika lub zdrowych tłusz­czów, które zwolnią trawienie, to ob­niżymy ŁG glikemiczny całego dania, które spożywamy. Ten model żywienia jest więc polecany zarówno osobom borykającym się z cukrzycą, ale i tym – które chcą zapobiec tej chorobie, a cierpią na insulinooporność.

Pomoc z natury

Jak widać, przed naukowcami jeszcze ogrom badań związanych z hormonal­ną regulacją łaknienia. Warto zatem wiedzieć, że apetyt mogą nam pomóc kontrolować substancje naturalne, zioła, owoce oraz pochodzące z nich produkty. Ważną grupą wśród nich są insulinomi­metyki, czyli związki mające zbliżone działanie do insuliny, tj. wpływające na obniżenie poziomu glukozy we krwi. Są one szczególnie ważne dla osób do­tkniętych insulinoopornością.

• Gorzki melon, czyli przepękla ogórkowata (Momordica charan­tia), należy do rodziny dynio­watych (Cucurbitaceae). Uprawiana jest głównie w Azji, Indiach, Afryce Wschodniej i Ameryce Połu­dniowej i stoso­wana w leczeniu m.in. reumatyzmu, egzemy, kamieni ner­kowych, dny mocza­nowej i żółtaczki. Gorzki melon zawiera wiele związków polifenolowych oraz charakterystyczne dla Cucurbitaceae triterpenoidy: charantynę, momordycynę I-III, kuguacyny A-S i karawilageninę A-E oraz saponiny triterpenowe: momor­dikozydy M, N, L i O i gojasapominy. Najważniejszym składnikiem jednak jest polipeptyd p, nazywany roślinną insuli­ną. Badanie wykazało, że suplementacja ekstraktu z przepękli poprawia budowę komórek β wysp trzustkowych, zwiększa ich ilość oraz objętość. Ponadto, zwiększa wydzielanie insuliny (nawet o 53%), po­prawia wrażliwość insulinową wątroby i zmniejsza poziom glukozy we krwi¹¹.
• Brokuły to bezcenne warzywo, bogate w związki bioaktywne. Jest źródłem wapnia, magnezu, żelaza, witami­ny A, C, B. Ponadto dodatek zielonych różyczek do diety wysoko tłuszczowej obniża poziom insuliny w surowicy, wskaźnik HOMA-IR oraz zwiększają stężenie receptora adiponektyny. Bada­nia na zwierzętach i ludziach wykazały, że bogaty w sulforafan ekstrakt z broku­łów ma silne działanie przeciwcukrzy­cowe, pomagając zwiększyć wrażliwość na insulinę i zmniejszyć poziom cukru we krwi oraz markery stresu oksydacyj­nego. Co ważne warzywo to przyczynia się do wzrostu populacji bakterii Akker­mansia muciniphila, a zmniejszenia Mu­cispirillum schaedleri. Badania zaś wska­zują na możliwe znaczenie Akkermansia muciniphila w zapobieganiu rozwoju otyłości, cukrzycy czy nadciśnienia¹².
• Migdałecznik bellirica (Terminalia belliri­ca) to wysokie drzewo rosnące w krajach tropikalnych. Ekstrakt z jego owoców jest używany w Indiach do leczenia cukrzycy typu 2. Dzięki zawartości kwasu galusowego poprawia wrażli­wość tkanek na insulinę i zwiększa absorpcję glukozy do adipocytów nawet o 300%. Inne fitozwiązki wspomagające leczenie hiperglikemii zawarte w na­sionach migdałecznika to β-sitosterol, kwas elagowy, kwas bellerowy¹³.
• Morwa biała jest rośliną powszechnie stosowaną w medycynie chińskiej, uży­wane są zarówno owoce, liście jak i kora. 1-deoksynojirimycyna (1-DNJ) obecna zarówno w liściach, jak i w korze, jest znana jako jeden z najsilniejszych in­hibitorów α-glikozydazy¹⁴. Badania wykazały, że pojedyncze doustne poda­nie 0,8 i 1,2 g proszku wzbogaconego o DNJ znacząco hamowało wzrost po­posiłkowego stężenia glukozy we krwi i wydzielanie insuliny. Kora korzeni morwy białej posiada również aktywność hipoglikemicz­ną. Dawka 600 mg/kg/dzień 70% alkoholowego ekstraktu z kory korzenia podany szczu­rom z cukrzycą przez 10 kolej­nych dni zmniejszyła ilość glukozy o 59% w porównaniu z grupą kontro­lną, a także zwiększyła produkcję insu­liny o 44%. Moran 20K, białko z kory korzenia morwy białej zawiera ponad 20% seryny i cysteiny, podobnie jak insulina co dodatkowo zwiększa szan­se na jego wykorzystanie u pacjentów z hiperglikemią. Warto wiedzieć, że li­ście morwy, nie tylko obniżają poziom glukozy we krwi zwiększając stężenie insuliny, ale również mają potencjał antyoksydacyjny, mogący zapewnić ochronę przed powikłaniami cukrzycy¹⁵.
• Czarnuszka, czyli czarny kumin – to drobniutkie, przypominające mak nasiona o bardzo specyficznym, mocnym aromacie. W sprzedaży dostępne są też ekstrakty i oleje z czarnuszki. Warto wie­dzieć, że wyciąg czarnego kuminu może nawet 2-krotnie zwiększyć wydzielanie insuliny po posiłku węglowodanowym, powiększa bowiem masę wysp β trzust­ki. poprawia wrażliwość insulinową, zmniejsza poziom trójglicerydów, a zwiększa HDL. Jednocześnie obniża stężenie insuliny i glukozy w surowicy krwi. Za to działanie odpowiada zawarty w nasionach czarnuszki tymochinon¹⁶.
• Gymnema sylvestre, inaczej gur­mar. Ta roślina z południowych Indii od 2000 lat jest używana w medycynie ajurwedyjskiej. Okazuje się, że sub­stancje czynne występujące w jego liściach regenerują wysepki Langerhan­sa w trzustce, prowadzą do obniżenia poziomu glukozy mierzonej na czczo, spadku stężenia hemoglobiny gliko­wanej (HbA1C) we krwi. Wymuszają tym samym obniżenie dawki leków hipoglikemicznych oraz zmniejszenie zapotrzebowania organizmu na insulinę. Aktywność przeciwcukrzycową i anty­oksydacyjną gurmar zawdzięcza swoim bioaktywnym związkom, takim jak oleaniny (kwas gymnemowy, saponiny gymnema), dammareny, antrachinony, flawony, hentriakontan, pentatriakon­tan, fityna, żywica, kwas winowy, kwas mrówkowy, kwas masłowy, lupeol, glikozydy związane z β-amyrenem i antrachinony, alkaloid jak gymnami­na, flawonoidy, kwas cynamonowy, kwas foliowy, kwas askorbinowy¹⁷.    
• Cynamon przyprawa, której nie może zabraknąć w kuchni. Kory cynamonowca używano od 2800 r. p.n.e. do różnych celów: od namaszczania i balsamowania po leczenie różnych dolegliwości. Ostatnie badania potwierdziły, że cynamon pomaga zarówno w chorobie Parkinsona, wrzodach żołądka, jak i cukrzycy. Ma bowiem działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, antylipemiczne, przeciwcukrzycowe, przeciwbakteryjne, a nawet przeciwnowotworowe. Radzi sobie z hiperglikemią, hiperinsulinemią i hipercholesterolemią, zwiększa wrażliwość insulinową, zmniejsza wartość glikemii na czczo i insulinemii poposiłkowej. Poprawia wchłanianie glukozy i chroni komórki β trzustki przed stresem oksydacyjnym. Co ważne, spożywanie cynamonu jest bezpieczne dla zdrowia. Oznacza to, że mógłby on wspomagać leczenie cukrzycy i insulinooporności¹⁸.