Nadváha či dokonce obezita je jedním z nejožehavějších zdravotních problémů lidí v rozvinutých zemích. Není divu, že se vědci předhánějí v hledání způsobů, jak přibývání na váze zastavit.
Jednou z cest je donutit organismus, aby rychleji spotřebovával své zásoby energie. U pokusných myší už umějí výzkumníci pomocí chemických zásahů či genových manipulací posílit nebo naopak »vypnout« mechanismus pálení tuků – tedy oxidaci živin v těle. Vyrábějí tak bez větších problémů obézní nebo štíhlé hlodavce. V současné době hledají cesty, jak podobné metody využít i u lidí. Problém se samozřejmě týká i nás, protože přibližně jedna třetina české populace může z vlastní zkušenosti potvrdit, jak je obezita nepohodlná a nebezpečná.
Energetické továrny v těle
K životu je potřeba energie. Potřebujeme ji k pohybu, trávení, myšlení i ke všem ostatním životním pochodům v těle. Každý živý tvor má proto ve svých buňkách mikroskopické energetické továrny zvané mitochondrie. Právě zde se spalují živiny přijaté v potravě a vzniká tolik potřebná energie. Mitochondrie jsou obalené dvojitou membránou, ve které jsou usazeny enzymy, klíčové pro spalování živin. Štěpí chemické látky a uvolněnou energii využívají k tomu, aby jako výkonná čerpadla přenášely přes membránu ven z mitochondrií protony (vodíkové ionty). Protony nahromaděné na vnější straně membrány se tlačí samospádem zpět do mitochondrií. Membrána je pro ně však téměř nepropustná, takže musejí používat speciální bílkovinné propusti. Membrána tak funguje podobně jako rybniční hráz a propusti připomínají mlýnské náhony. Stejně jako voda roztáčí mlýnské kolo, tak energie protonů tekoucích zpět do mitochondrií pohání enzymy umístěné u vývodů bílkovinných propustí. Ty pak jako na běžícím pásu vyrábějí látku zvanou ATP. ATP je univerzální krátkodobá zásoba energie v těle. V chemických vazbách této sloučeniny je ukrytá energie, kterou mohou buňky použít kdykoli a k jakémukoli účelu. Když je živin a tedy i vytvořeného ATP nadbytek, používá tělo nashromážděnou energii k výrobě a ukládání zásobních tuků a my tloustneme.
Pomáhá životodárné teplo
V membráně mitochondrií jsou však ještě jiné bílkoviny – takzvané proteinové kanály. Nemají žádná mlýnská kola, která by vyráběla zásobní energii. Když se otevřou, protony prostě odtečou zpět do mitochondrií a nevzniká žádné ATP. Není to však nemístné plýtvání. Při průtoku protonů se uvolní něco, bez čeho bychom my stejně jako všichni ostatní savci a ptáci nedokázali přežít – životodárné teplo. Výroba tepla v mitochondriích neboli netřesová termogeneze je důležitým mechanismem, který nám pomáhá udržovat si stálou tělesnou teplotu. Vědci říkají, že kanály vyrábějící teplo odpřahují tvorbu ATP. Dali jim proto jméno odpřahující proteiny (anglicky uncoupling proteins, zkratka UCP). Tyto bílkoviny se staly hitem posledních let ve výzkumu příčin obezity a metod, jak tloustnutí předcházet. Spalují živiny, a přitom nevytvářejí žádné tukové zásoby. Když se jejich aktivita zvýší, spotřebovávají dokonce i tuky nahromaděné v těle. Vzniká sice pfřbytek tepla, ale to nijak nevadí. Přebytečné teplo se neškodně vyzáří do okolí. Posilování tvorby tepla v těle je tedy velice slibnou cestou, jak snížit nadváhu u lidí.
Hnědý tuk pomáhá spalování
Čím větší má živočich povrch těla v porovnání se svou hmotností, tím je pro něj těžší udržet si stálou tělesnou teplotu. Víc tepla vyzáří do okolí a méně ho uchová uvnitř svého těla. Tato kombinace je životním údělem malých savců. Potřebují proto speciální orgán, který | by jim teplo podle potřeby rychle vyráběl. Tímto orgánem je tuk. Není to však běžný tuk, který tvoří pivní břicha mužů a rozložité boky žen. Je to zvláštní hnědá tuková tkáň, která neslouží ke skladování zásob, ale naopak k jejich rychlému spalování. Tukové buňky hnědého tuku mají více menších tukových kapének, takže jsou živiny uskladněné uvnitř vždy na dosah. Také mají mnoho mitochondrií k jejich spalování. Proto tu probíhá oxidace živin a výroba tepla na plné obrátky. Právě v hnědé tukové tkáni objevili vědci poprvé odpřahující proteiny, kterých je zde velmi mnoho. Hnědý tuk se dá nalézt i u lidí. Nejvíce ho mají novorozenci, kterým pomáhá vyrovnat se s poporodním tepelným šokem. Ve věku jednoho roku však téměř veškerá hnědá tuková tkáň v lidském těle mizí. Její stopy se však dají vystopovat i u člověka, který se blíží věku osmdesáti let.
Není tuk jako tuk
Tuk, se kterým se lidé potýkají při nadváze, je zcela jiné povahy. Tvoří ho buňky s jedinou velkou tukovou kapénkou vyplňující téměř celou buňku. Po naplnění se buňky bílého tuku stávají jakýmisi zásobními soudečky. Mají sice mitochondrie, ale je jich o mnoho méně než v hnědém tuku. Obsahují také odpřahující proteiny, i když poněkud jiného typu než hnědý tuk. I tyto bílkoviny se však podílejí na snižování váhy u lidí i u myší. Odpřahující proteiny navíc nepůsobí jen v tukové tkáni. Pracují i ve svalech, játrech a dalších orgánech. Výroba tepla tedy může běžet na mnoha místech najednou. Když je třeba, posílají na tato místa tukové buňky své nahromaděné zásoby.
Transgenní myši netloustnou
Na cestě k léčbě obezity udělali vědci v posledních letech velký krok kupředu. V laboratorních podmínkách již dokážou vytvořit myši, které nepřibývají na váze, i když se živí dietou s velkým obsahem tuků. Ke studiu regulačních mechanismů řídících spalování tuků používají takzvané transgenní modelové myši. Jsou to hlodavci, kteří mají díky mnohonásobnému zpětnému příbuzenskému křížení téměř shodnou genetickou výbavu. Reagují proto na zásahy do svého těla stejně a dovolují tak vědcům s velkou přesností zjišťovat funkci jednotlivých regulačních bílkovin zapojených do řetězce metabolismu tuků. Zásahem do genetické výbavy takových myší – například vnesením cizího genu neboli transgenu – lze získat kmeny, které odbourávají tuky s vysokou účinností. Takové myší modely by se mohly stát skutečnými modely či modelkami světa hlodavců. Dokážou to, co je zatím nesplnitelným snem mnoha manekýnek a hereček. Při zvýšeném příjmu potravy netloustnou a za normálních podmínek se jejich látková výměna neliší od metabolismu běžných kontrolních myší. Dělají to tak, že vyrábějí větší množství enzymů urychlujících odbourávání tuků nebo více odpřahujících proteinů, které mění přebytečné zásoby na teplo. Naopak při vyřazení určitých genů z činnosti vznikají myši, které mají sklon k tloustnutí a obezitě. Pokusy na transgenních myších přispěly k objasnění funkce celé kaskády látek ovlivňujících hospodaření s tuky.
Pupek řídí tělo
V poslední době se radikálně změnil celkový pohled na tukovou tkáň. Vědci s údivem zjistili, že tuk není jen třaslavá hrouda sádla, která hyzdí postavu a způsobuje zdravotní obtíže. Tuk se aktivně podílí na řízení pochodů v celém těle a ovlivňuje dokonce tak složité orgány, jako je mozek. Vylučuje totiž do krve celou řadu látek, které působí jako hormony. Již samotné mastné kyseliny, tedy suroviny pro výrobu tuků, mohou zásadním způsobem měnit tvorbu nového tuku. Když je jich v krvi nadbytek, putují mimo jiné přímo do jader jaterních buněk, kde zastaví přepis genů zodpovědných za tvorbu dalších mastných kyselin. Vyřadí tak z činnosti celou biochemickou továrnu a samy regulují svoji vlastní koncentraci v krvi. Velmi zajímavým hormonem tukové tkáně je leptin. Tato bílkovina posiluje spalování tuků jako takových a zároveň působí na mozková centra hladu, kde tlumí chuť k jídlu. Několik dalších sekretů tukové tkáně se podílí na vstřebávání cukrů z krve do buněk. Adi-ponektin podporuje účinek inzulinu a nutí buňky vychytávat z krve rozpuštěné cukry. Resistin působí přesně opačně a je zodpovědný za zvyšování hladiny krevního cukru.
Hubený nemusí znamenat zdravý
Tuková tkáň také vylučuje do organismu látky imunitní obrany. Jsou to sloučeniny, které se vylučují při zánětlivých infekcích. S tímto objevem souvisí další zajímavá teorie vzniku obezity. Podle ní jsou ve znečištěném životním prostředí průmyslových civilizací a v potravinách obsaženy chemické látky, které způsobují vzestup hladiny látek imunitní obrany v těle. Organismus se tak nachází ve stavu, který je podobný slabému, ale vleklému zánětu. Člověk se cítí unavený, podvědomě se šetří, vyhýbá se fyzické námaze a snaží se ukládat tukové rezervy na horší časy, až »nemoc« propukne naplno. Za svoji obezitu si podle této teorie můžeme částečně sami tím, že ničíme své životní prostředí. Protože se tuk podílí na řízení pochodů v těle, je pro zdravé fungování organismu nezbytný. Vědci zjistili, že jeho nedostatek může způsobit stejně vážné zdravotní komplikace jako obezita. Vše je tedy otázkou míry a vychrtlé modelky, které křižují přehlídková mola, nejsou v žádném případě symbolem kvetoucího zdraví.
Tuk může za cukr
Obezita je větším problémem, než by se mohlo na první pohled zdát. Utrápení lidé, kteří obcházejí zrcadlo obloukem, se mohou dočkat ještě mnohem nepříjemnějších potíží, než je nespokojenost s vlastním vzhledem. Kila navíc zatěžují klouby, vyčerpávají srdce a zapříčiňují zužování cév. Obezita má však úzkou vazbu i na další z obávaných civilizačních chorob – na cukrovku. Většina diabetiků má své problémy právě díky nadváze. Tuková tkáň produkuje látky, které mají na svědomí inzulinovou rezistenci. Inzulin je hormon, který nutí buňky vstřebávat cukr z krve a snižovat tak hladinu krevní glukózy. Na rozdíl od diabetiků s nedostatkem inzulinu mají otylí cukrovkáři tohoto hormonu dostatek. Potíž jev tom, že buňky jejich těla nereagují na jeho pokyny a odmítají cukr z krve přijímat. Poruchy látkové výměny způsobené nefunkčností inzulinu také způsobují, že se do jater s krví dostávají nedostatečně zpracované živiny, které podněcují další tvorbu cukrů v jaterních buňkách. Spirála cukrovky se tak roztočí. Léčba obezity a všech komplikací, které z ní vyplývají, má i velký ekonomický význam. Na léčení chorob oběhového systému, kloubních onemocnění, cukrovky a dalších nemocí spojených s nadváhou vydají evropské země a Spojené státy ročně částky pohybující se v řádu stovek miliard dolarů.
Čilý jako rybička
Na hledání léků proti obezitě proto pracují celé vědecké týmy. Velké naděje přitom upírají k podněcování výroby tepla v organismu. Odborníci ze specializované laboratoře Fyziologického ústavu Akademie věd České republiky v Praze-Krči se snaží nalézt chemické látky, které by zvýšily účinnost odpřahujících proteinů nebo zrychlily spalování tuků. Velkou naději upírají k zajímavému objevu posledních dnů – k nalezení enzymu zvaného AMPK, který slouží jako jakási krizová pojistka buňky. Podporuje vytváření krátkodobých energetických zásob, zároveň však zastavuje tvorbu tuků. Připravuje tak buňku na velký výdej energie při stresové situaci. Ukazuje se, že pracuje v těsné součinnosti s odpřahujícími proteiny. Když odpřahující proteiny vpustí protony do mitochondrií, zastaví se tvorba ATP. V buňce tak poklesne zásoba rychle využitelné energie. To probudí k činnosti enzym AMPK, který znovu nastartuje tvorbu ATP, zabrání však jeho používání k tvorbě tuků a podnítí naopak další spalování tukových zásob. I když se moderní věda blíží mílovými kroky k nalezení nových postupů v léčbě nadváhy, pro ty z nás, kterým se začínají povážlivě zvětšovat hýždě či břicha, však stále platí ta nejjednodušší, i když nejméně pohodlná rada: „Nejez a cvič! “
