Медицина
Медицина

Він робить тебе гладким. Як інсулін може сприяти ожирінню?

Є безліч причин, чому нам так важко схуднути, і відсутність сили волі відіграє тут не головну роль. Це зовсім не означає, що вам варто забути про спорт та здорове харчування. Але про це згодом. Зараз спробуємо визначити головного винуватця надлишкового жиру, який не тільки псує нам настрій перед дзеркалом, а й призводить до цілого букету захворювань.

Зрозуміти істинні причини ожиріння, що вже набуло епідемічного характеру, допоможуть елементарні роздуми про еволюцію та історію людства. Так склалося, що людина формувалася за умов постійного дефіциту поживних речовин. Десятки тисяч років тому декілька голодних днів у пошуках їжі зовсім не вважалися катастрофою. Ба більше, в процесі еволюції організм призвичаївся до голодних проміжків, і при будь-якій можливості намагається залишити про запас якомога більше енергії у вигляді жиру. Тому худнути – це незвична робота для організму. Він непогано вміє тільки набирати вагу, і це основна проблема для тих, хто відчайдушно намагається схуднути. Фактично ви ведете боротьбу з власним організмом. Так, ви можете досягти короткотривалого результату, але знайте, що організму це не подобається, і в нього є чимало інструментів, як змусити вас повернутися до колишніх розмірів.

Надлишок калорій, гормони та ожиріння

Ви будете здивовані, але по цей час науковці не дійшли консенсусу щодо рушійних сил накопичення зайвої ваги. Традиційна модель ожиріння базується на різниці між кількістю спожитих і витрачених калорій. Умовно кажучи, якщо ви переїдаєте, то всі надлишкові калорії трансформуються в жир. Ця теорія виглядає напрочуд логічною та простою для розуміння, проте в ній чимало прогалин. Довгий час не було зрозуміло, чому за рівних умов одні гладшають, а інші або худнуть, або підтримують незмінну масу тіла. Чому деякі люди, що споживають багато калорійної їжі, все ж залишаються стрункими і без занять спортом?

Nathan Dumlao / Unsplash

Nathan Dumlao / Unsplash

Наявність таких білих плям наштовхує на думку, що ожиріння викликається не тільки та не стільки надлишком калорій, як регуляторними системами організму, які вирішують, куди піде кожна зі спожитих калорій. Так народилася гормональна теорія ожиріння, яка пояснює накопичення надлишкової маси тіла порушенням гормонального балансу. Науковцям вже відомо декілька таких гормонів, як от регулятор жирової тканини лептин, а також гормони, що відповідають за відчуття голоду та насиченості – грелін, холецистокінін та пептид YY. Та найбільша увага дослідників прикута до іншого гормону – інсуліну. Про нього відомо найбільше завдяки численним дослідженням у діабетології. Чимало досліджень показують, що саме інсулін є першопричиною ожиріння. Чому саме цей гормон потрапив під приціл дослідників ожиріння, та чи все гаразд з інсуліновою теорією надлишкової ваги?

Інсулін як регулятор метаболізму

Про гормон, що регулює рівень цукру в крові, здогадувалися ще у XIX столітті. Починаючи з 1890 року його намагалися виділити із підшлункової залози, але спромоглися на це тільки у 1922 році. Вже у 1923 за відкриття інсуліну Фредеріку Бантінгу та Джону Маклеоду було вручено Нобелівську премію. Варто зазначити, що до появи інсуліну як ліків цукровий діабет І-го типу вважався смертельною хворобою. У 1953 році Сангеру вдалося встановити хімічну структуру цього гормону, за що теж вручено Нобелівську премію.

За майже 100 років з моменту відкриття інсуліну про цей гормон накопичено чимало інформації. Інсулін виробляється в бета-клітинах острівців Лангерганса. Так називають гормон-продукуючі клітини хвостової частини підшлункової залози. Це основний гормон, дія якого спрямована на утилізацію глюкози із крові та регулювання вуглеводного обміну.

Karolina Grabowska / Pexels

Karolina Grabowska / Pexels

Посилене продукування інсуліну починається після приймання їжі, коли в кров надходять поживні речовини, зокрема глюкоза, яка використовується клітинами як паливо. З кров’яного русла у клітини глюкоза надходить за допомогою спеціальних білків GLUT. Варто відзначити, що в різних тканинах є різні типи таких транспортерів глюкози. Клітини м’язової та жирової тканини мають транспортер GLUT4, який активується інсуліном. Тому м’язову та жирову тканини називають інсулінозалежними. Гормон зв’язується з інсуліновим рецептором цих клітин, після чого транспорт глюкози у клітини стає можливим. Таким чином, завдяки інсуліну рівень глюкози у крові знижується, бо вона активно буде надходити до тканин. Зі зниженням рівня глюкози в крові падає і рівень інсуліну. Таким чином, кількість піків продукування інсуліну протягом дня збігається із кількістю приймань їжі.

Інсулін на варті жирових відкладень

З початком інсулінотерапії цукрового діабету дослідники помітили одну цікаву закономірність. Чимало пацієнтів, які отримують інсулін, починають стрімко набирати вагу. Очевидно, що це якимось чином пов’язано з інсуліном. Подальші спостереження показали, що від інсуліну гладшають і люди без цукрового діабету. Існує таке рідкісне захворювання як інсулінома. Це пухлина, яка у великій кількості продукує інсулін. Понад 70% людей з інсуліномою страждають від ожиріння. Але після видалення пухлини вага швидко приходить в норму.

Вищеописані спостереження наводять на думку, що інсулін має виражену адипогенну дію, тобто цей гормон сприяє запасанню жирів у жировій тканині. На сьогодні відомо декілька молекулярних механізмів, завдяки яким інсулін сприяє збільшенню жирових запасів. Як відомо, джерелом енергії для організму є не тільки вуглеводи, а й жири. Та якщо в крові циркулює вдосталь цукрів – глюкози, то немає ніякого сенсу «палити» жир. У цьому випадку інсулін виступає своєрідним гальмівним сигналом, який зупиняє процес розщеплення жирів, адже організму наразі потрібно розібратися із вуглеводами. Частина глюкози піде на енергетичні потреби клітин, частина «законсервується» у вигляді глікогену в печінці та м’язах, а надлишок через серію специфічних перетворень – глюкоза перетворюється на ацетил-КоА, який перетворюється в жирну кислоту – попрямує до жирових клітин.

Siora Photography / Unsplash

Siora Photography / Unsplash

Процес утворення жирів, ліпогенез, стимулюється інсуліном, який активує ферменти, що залучені до перетворення глюкози на жирні кислоти. Ба більше, інсулін не тільки стимулює ліпогенез, а й сприяє тому, аби жир залишався в жировій тканині. Досягається це блокуванням гормончутливої ліпази. Це фермент, завдяки якому відбувається розщеплення жирів. Таким чином, коли в організм потрапляють вуглеводи, то інсулін не тільки починає їх розподіляти по тканинах, а ще й вимикає процес спалення жиру. З точки зору виживання організму в умовах нестачі їжі подібна стратегія економії палива виглядає раціональною.

У пошуках причини та наслідку

Враховуючи такі ефекти від інсуліну, була запропонована вуглеводно-інсулінова теорія ожиріння, яка сильно відрізняється від традиційної моделі накопичення надлишкової ваги. Остання постулює, що накопичення жирової тканини відбувається через переїдання та низьку фізичну активність.

Вуглеводно-інсулінова модель пояснює ожиріння інакше. Все починається з високого рівня інсуліну у відповідь на споживання їжі, багатої на вуглеводи. Це призводить до запасання жирів, зменшення рівня їх окислення, а також до зниження енерговитрат. Через такі ефекти людина відчуває себе втомленою, і вже за 2–4 години в неї знову виникає відчуття голоду, що змушує їсти ще.

У людей з ожирінням, як правило, рівень інсуліну вищий, ніж в осіб із нормальною вагою, і це змушує їх їсти більше для вдоволення потреб організму. Таким чином, прихильники вуглеводно-інсулінової теорії поміняли місцями причину та наслідок ожиріння. Виходить, що споживання більшої кількості їжі є наслідком ожиріння, а не його причиною.

Нечутливість до інсуліну

У запропонованій теорії ожиріння залишилося визначити першочергову причину високого рівня інсуліну. Для цього знову повернемося на тисячі років назад, коли люди не вживали цукор та солодощі. Варто відзначити, що організм людей ніколи не перетравлював такої кількості цукрів, як за останні 50–70 років. Аномально високі та часті стрибки інсуліну зрештою призводять до такого явища як інсулінорезистентність. Це стан, коли інсулінові рецептори клітин погано реагують на гормон. При певних критичних значеннях інсулірезистентності розвивається цукровий діабет 2-го типу. Резистентність до інсуліну можна розглядати як захисний адаптивний механізм. Наочно це показано на прикладі згаданої вище інсуліноми. Як відомо, різке падіння рівня цукру в крові призводить до коми. Таким чином, виробивши резистентність до інсуліну, організм захищає себе від критичного зниження цукру в крові.

jcomp / freepik

jcomp / freepik

Через те, що інсулін за умов інсулінорезистентності неефективно утилізує глюкозу, багато інсулінозалежних тканин вимушені голодувати. Аби уникнути цього голодування підшлункова залоза починає продукувати більше інсуліну. Своєю чергою більша кількість інсуліну породжує ще сильнішу інсулінорезистентність. Так високий рівень інсуліну та інсулінорезистентність підсилюють одне одного, сприяючи при цьому накопиченню зайвої ваги. Цей процес прихильники вуглеводно-інсулінової теорії називають динамічною стадією розвитку ожиріння. Рівень інсуліну та інсулінорезистентність зростають, що призводить до збільшення маси тіла. І триває це до певного моменту, коли встановиться рівновага між цими процесами. У такому випадку рівень інсуліну виступає в якості фактору, який визначає масу тіла. Чим більший рівень інсуліну, тим більшою буде задана вага.

Безумовно, інсулінорезистентність не виникне від епізодичних сплесків інсуліну. Умовно кажучи, якщо ви їсте одне тістечко на тиждень, то цього не достатньо для інсулінорезистентності. Але, якщо це відбувається кожного дня? Якщо, окрім тістечка, ви декілька разів на день п’єте каву з цукром? Якщо, окрім солодощів та солодких напоїв ви ще споживаєте багато їжі, багатої на цукри? Як почуватиметься організм, якщо такий спосіб харчування продовжується 5, 10, 20 років? Нагадаємо, що організму корисно періодично недоотримувати поживні речовини, голодувати. А тут протягом десятиліть – постійне перенасичення.

Наслідки ситого життя

Вуглеводно-інсулінова теорія проливає світло на питання надлишкової ваги. Стрімке зростання ожиріння за останні десятиліття пояснюється як суттєвим збільшенням частки простих вуглеводів в раціоні, так і скороченням проміжків між вживаннями їжі.

Ще до початку 50-х років було заведено харчуватися три рази на день без перекусів. Скажімо, людина снідала о 8, обідала о 13 та вечеряла о 18. Як ми бачимо, часовий проміжок між прийманнями їжі сягає 5 годин, а проміжок часу між вечерею і сніданком наступного дня – 14 годин і більше. Це означає, що сплески інсуліну після кожного приймання їжі встигнуть вщухнути, а організм відносно довгий час функціонуватиме за умов низького рівня інсуліну. Харчові звички сьогодення не дають організму такої розкоші. Ми, як і раніше, снідаємо о 8, потім, ще до обіду, можемо десь перекусити чи випити кави з цукром. А все це нові й нові сплески інсуліну, рівень якого буде підтримуватися на високому рівні протягом тривалого часу.

Thomas Kelley  / Unsplash

Thomas Kelley / Unsplash

Вуглеводно-інсулінова теорія пояснює і позитивний вплив інтервального голодування, коли організм протягом 16–20 годин або доби лишається без їжі. Фізичні ж навантаження покращують чутливість клітин м’язів до інсуліну, що дозволяє знизити інсулінорезистентність. Таким чином, досягти позитивного результату можна, відмовившись від багатої на прості вуглеводи їжі: цукор, солодощі, хлібобулочні вироби, солодкі напої, соки. Та дозволивши своєму організму періодично голодувати й отримувати фізичні навантаження.

Ложка дьогтю в теорії

Повернімося до тези про те, що дотепер проблема ожиріння лишається нерозгаданою загадкою. Усі висунуті теорії ожиріння є неповноцінними, бо не дають відповідей на ряд важливих питань. Вуглеводно-інсулінова теорія не є виключенням. Цю теорію кілька разів спростовували, від неї відмовлялися, але з появою нових даних до неї поверталися знову. Одна з останніх наукових статей на підтримку вуглеводно-інсулінової теорії – авторства американських дослідників Девіда Людвіга та Кари Ебелінг «The Carbohydrate-Insulin Model of Obesity: Beyond ‘Calories In, Calories Out’».

До цієї праці є чимало критичних зауважень. Ряд науковців наголошує, що підвищений рівень інсуліну не може виступати першочерговою причиною ожиріння, бо за умов дефіциту калорій організм буде все одно спалювати жири навіть за присутності інсуліну. А от спровокований інсуліном ліпогенез (утворення жиру) може відбуватися тільки за умов енергетичного надлишку.

Вуглеводно-інсулінова теорія не дає пояснення того феномену, що деякі народи, що споживають їжу з великою часткою вуглеводів, мають відносно низький рівень ожиріння. Наприклад, серед японців, раціон яких на 62% складається з вуглеводів, ожиріння зустрічається набагато рідше, ніж серед американців, які споживають менш як 50% вуглеводів. А от серед японців, що емігрували до США, ожиріння зустрічається вже частіше.

Критичні зауваження та відсутність відповідей на ряд питань зовсім не означають, що вуглеводно-інсулінова теорія є хибною. Правильніше вважати її неповною. Скоріше за все, вуглеводно-інсуліновий ланцюжок є одним зі складників цілої мозаїки факторів, що впливають на ожиріння. Це робота сотень генів, пов’язаних з ожирінням, мозкових центрів, що регулюють харчову поведінку, рівень метаболізму, активність ряду інших гормонів, окрім інсуліну, а також спосіб життя й умови навколишнього середовища.