Znajdź zawartość

Podczas ekspozycji na zimno mikrobiom jelit pomaga podtrzymać temperaturę głęboką ciała. Rolę mikrobiomu w termoregulacji ujawnił zespół prof. Johna R. Speakmana z Instytutu Genetyki i Biologii Rozwojowej Chińskiej Akademii Nauk. Gdy jest zimno, zwierzęta podtrzymują swoją temperaturę dzięki spalającej tłuszcz brunatnej tkance tłuszczowej (ang. brown adipose tissue, BAT), która jest uznawana za motor termogenezy, albo na drodze przekształcania białej tkanki tłuszczowej w brunatną (brunatnienia). By ocenić rolę mikroflory jelitowej w aktywacji BAT, naukowcy stosowali różne koktajle antybiotyków. Po wyeliminowaniu bakterii okazało się, że termoregulacja uległa upośledzeniu. Wyniki potwierdzono na myszach pozbawionych kontaktu z mikroorganizmami, czyli aksenicznych (ang. germ free mice, GF). Autorzy publikacji z pisma Cell Reports dowiedli, że wyeliminowanie mikrobiomu tłumiło wzrost ekspresji termogeniny (UCP1, ang. uncoupling protein 1, rozsprzęgacza protonów) w BAT i ograniczało brunatnienie białej tkanki tłuszczowej; UCP1 jest białkiem występującym w błonie mitochondriów brunatnej tkanki tłuszczowej. Naukowcy dywagują, że pod nieobecność "sprawnego" mikrobiomu zwierzęta nie są w stanie strawić wystarczającej ilości pokarmu, by zaspokoić zwiększone zapotrzebowanie energetyczne w chłodnych warunkach. Wpływ na BAT jest więc w pewien sposób wtórny. Chińczycy wykazali też jednak, że podanie myszom maślanów - krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych wytwarzanych przez bakterie - zwiększa wydajność termogenną myszy po antybiotykoterapii. To sugeruje, że mikrobiom pełni ważną rolę sygnalizacyjną w procesie stymulowania termogenezy wywołanej niską temperaturą. Choć autorzy artykułu przestrzegają, że na razie badania prowadzono na myszach i należy zachować ostrożność przy odnoszeniu wyników do ludzi, jednocześnie wskazują na kilka interesujących możliwości. Podkreślają np., że u seniorów często występują problemy z odpowiednią reakcją termoregulacyjną na chłód, przez co są oni bardziej narażeni na hipotermię. Rodzi się więc pytanie, czy związane z wiekiem zmiany mikrobiomu przyczyniają się do tego zjawiska i czy ich modulacja może przynieść starszym osobom korzyści. « powrót do artykułu

Papryczki chili wywołują uczucie gorąca nie tylko wskutek podrażnienia receptorów w neuronach czuciowych. Okazuje się, że kapsaicyna nasila termogenezę, czyli proces wytwarzania ciepła. Yasser Mahmoud zauważył, że kapsaicyna zmienia aktywność SERCA - białka występującego w mięśniach. W normalnych warunkach skurcz powoduje uwolnienie kationów wapnia z retikulum endoplazmatycznego (ER). SERCA aktywnie pompuje kationy z powrotem do ER, wykorzystując przy tym energię z rozpadu wiązań ATP. Mięśnie ulegają wtedy rozluźnieniu. Po zjedzeniu pikantnej potrawy kapsaicyna wiąże się z SERCA i hamuje jego aktywność pompującą. ATP jest jednak nadal wykorzystywane. Ponieważ nie zachodzi transport jonów, cała energia przekształca się w ciepło. Mahmoud potwierdza, że kapsaicyna jest pierwszą naturalną substancją, która nasila termogenezę. Opisywane badania wyjaśniają, w jaki konkretnie sposób alkaloid papryczki zwiększa metabolizm i temperaturę ciała. Co prawda w czasie eksperymentów posłużono się dużymi dawkami kapsaicyny (zjedzenie takich ilości jest praktycznie niemożliwe), ale struktura cząsteczki pozwoli zapewne zaprojektować skuteczne leki przeciwko hipotermii.

Dr James Levine, endokrynolog z Mayo Clinic, to autor odchudzającego biura (niedalekiej) przyszłości: bez foteli czy stojących przy biurkach krzeseł, ale za to z chodzonymi spotkaniami służbowymi i poradami dietetycznymi. W półrocznym programie NEAT (od ang. non-exercise activity thermogenesis, czyli termogeneza niezwiązana z ćwiczeniami) wzięli udział pracownicy firmy SALO z Minneapolis. Zaczął się on we wrześniu 2007, a skończył w marcu bieżącego roku i objął 45 osób. U 18 monitorowano spadek wagi i inne parametry pozwalające ocenić stan zdrowia. Schudła, średnio o 4 kg, cała osiemnastka, a 90% zrzucanego balastu stanowił tłuszcz. Odnotowano też 37-proc. spadek stężenia trójglicerydów. Zmiana masy ciała była wyraźniejsza u osób, które na początku eksperymentu założyły, że chcą wyszczupleć. Przeciętnie chudły one o 7 kg. Jak wyglądało przeprojektowane biuro? Nie tylko pozbawiono je miejsc do siedzenia, ale też ułatwiono przemieszczanie, wprowadzając wygodne szlaki komunikacyjne. Odpowiednio przeszkolonych pracowników zachęcano do konferowania na stojąco lub podczas chodzenia, co nasuwa na myśl perypatetyków, czyli uczniów Arystotelesa. Telefony stacjonarne zastąpiono komórkowymi, a do biurek dołączono bieżnie. Załoga często brała udział w grach, mogła też zasięgnąć rady dietetyka. Na podorędziu znajdowały się nowoczesne urządzenia mierzące aktywność. Jak łatwo zauważyć, pomysł Levine'a to skrzyżowanie siłowni czy klubu fitness z biurem. Trzeba zaznaczyć, że ochotnicy naprawdę tam pracowali, a ich wydajność wcale nie spadła, a wręcz przeciwnie – wzrosła. Szefostwo SALO wspomina o 10-procentowym skoku przychodu w pierwszych 3 miesiącach eksperymentu. W styczniu 2008 udało się osiągnąć najwyższy miesięczny przychód w całej historii firmy. Uzyskane wyniki wytrącają broń z ręki przeciwnikom aktywności fizycznej w biurze, którzy uważają, że albo się wypełnia swoje obowiązki, albo koncentruje na ćwiczeniach. Bez problemu można je jednak wykonywać przy okazji, a nie w pełni intencjonalnie. Z czasem pewne czynności "wchodzą w krew" i trudno się bez nich obyć.

Badacze z Uniwersytetu Londyńskiego (Queen Mary) i Uniwersytetu w Cambridge wykazali, że pszczoły preferują wizyty w cieplejszych kwiatach i mogą się nauczyć wykorzystywać kolor do przewidywania temperatury rośliny, zanim jeszcze na niej wylądują. Wcześniej sądzono, że owady te szukają po prostu kwiatów z największą zawartością nektaru lub pyłku. Jeśli jednak weźmie się pod uwagę, że pszczoły muszą inwestować energię w podtrzymywanie temperatury ciała, wyższa temperatura kwiatu wydaje się dodatkową nagrodą. Na łamach magazynu Nature profesor Lars Chittka z Uniwersytetu Londyńskiego i jego współpracownicy z Cambridge (Adrian G. Dyer, Heather M. Whitney, Sarah E.J. Arnold i Beverley Glover) napisali, że w świecie, gdzie kwiaty różnych gatunków roślin mają inne temperatury, pszczoły mądrze wybierają te z cieplejszym nektarem. Mogą się w dodatku uczyć identyfikować te gorętsze odmiany poprzez zapamiętywanie ich barw. Chcąc sprawdzić, czy pszczoły mogą wykorzystać kolor do zidentyfikowania cieplejszych kwiatów, Chittka i zespół dali owadom do wyboru 4 sztuczne fioletowe kwiaty i cztery nieco chłodniejsze różowe. Ustawiano je w losowo wybranych miejscach. Pięćdziesiąt osiem procent pszczół wybierało cieplejsze purpurowe rośliny. Kiedy dokonano zmiany i to różowe kwiaty zawierały cieplejszy nektar, 61,6% owadów preferowało właśnie je. Pszczoły wydają się postępować podobnie jak my, pijąc ciepłe napoje w chłodniejsze dni. Gdy musimy się trochę rozgrzać, możemy albo kosztem zapasów energetycznych sami wytworzyć ciepło, albo wypić gorący napój i zachować swoje rezerwy — wyjaśnia Chittka. Interesującą rzeczą jest fakt, że pszczoły nie tylko preferują cieplejsze kwiaty, ale również uczą się przewidywać temperaturę na podstawie koloru. Kwiaty dysponują szeregiem trików pozwalających zwiększyć temperaturę, niektóre są na przykład termogeniczne, co oznacza, że mogą same wytwarzać ciepło, a inne absorbują promieniowanie słoneczne (biernie lub poprzez adaptacje strukturalne). Odkrycie Brytyjczyków uzasadnia określone ścieżki ewolucji budowy anatomicznej kwiatów, a także związki między temperaturą a zapyleniem.

Naukowcy odkryli kolejny związek chemiczny, który pomaga poskromić nadmierny apetyt i zrzucić zbędne kilogramy. Po wstrzyknięciu do mózgu szczura, lek wywoływał uczucie sytości. W związku z tym zwierzę zaczynało mniej jeść i chudło. Chronicznie otyłym osobom proponowano już różne metody leczenia, m.in. zastrzyki z hormonów, sibutraminę (w leku sprzedawanym pod nazwą Meridia) czy orlistat. Sibutramina działa na dwa sposoby. Po pierwsze, hamuje wychwyt zwrotny serotoniny, przez co nasila poposiłkowe uczucie sytości. Po drugie, hamuje wychwyt zwrotny noradrenaliny. Skutkiem tego jest wzmożenie termogenezy, a więc zwiększenie wydatkowania energii. Orlistat zmniejsza natomiast wchłanianie tłuszczu w obrębie przewodu pokarmowego (hamuje bowiem aktywność enzymu — lipazy trzustkowej). Opisane wyżej metody leczenia otyłości mają, niestety, ograniczoną efektywność i nie można ich zbyt długo stosować. Masatomo Mori i jego zespół z Gunma University w Maebashi odkryli białko zwane nesfetyną-1, które naturalnie występuje w podwzgórzu szczurów. Warto przypomnieć, że podwzgórze jest częścią mózgu, w której mieszczą się ośrodki odpowiadające za regulację apetytu czy temperatury ciała. Po domózgowym podaniu nesfetyny gryzonie jadły mniej. Gdy przez 10 dni kontynuowano aplikowanie substancji za pomocą kroplówki, zwierzęta naprawdę chudły. W drugim eksperymencie szczurom podawano przeciwciała blokujące działanie nesfetyny. W ciągu 6 dni zwierzęta te wykazywały wzmożony apetyt i przybierały na wadze. Mori planuje przeprowadzić w przyszłości próby kliniczne nesfetyny-1 z udziałem ludzi. Leki na bazie tego związku miałyby być normalnie wstrzykiwane i doprowadzane do mózgu za pośrednictwem krwi.

Curry i filiżanka herbaty stanowią klucz do utarty wagi. Przyprawy i zioła, szczególnie zaś te występujące w kuchni indyjskiej i ziołowych herbatkach, mają właściwości wzmagające metabolizm za pośrednictwem procesu zwanego termogenezą. Polega ona na spalaniu tłuszczów w celu wytworzenia ciepła. Jest uruchamiana przez rozmaite pikantne składniki, od imbiru i cebuli poczynając, na kminku i kurkumie kończąc. Innym sposobem uruchamiania termogenezy są ćwiczenia fizyczne. Przyprawy sprawiają, że wcześniej odczuwa się sytość, w dodatku korzystnie wpływają na trawienie. Badacze z University of Maastricht opisali swoje odkrycia w magazynie medycznym Physiology and Behaviour. W przeprowadzonych przez nich testach najlepsze wyniki uzyskiwano po zastosowaniu mieszanki czarnego pieprzu, kolendry, kurkumy, chilli, kminku, imbiru oraz cebuli. U szczurów zielone i czarne herbaty ziołowe także pozytywnie wpływały na metabolizm, prowadząc do zmniejszenia ilości spożywanego jedzenia oraz spadku wagi. Podobne eksperymenty z udziałem ludzi dały zbliżone rezultaty, trudniej było jednak powiedzieć, które zioła i przyprawy są lepsze od innych. Naukowcy ostrzegają, że jedzenie curry czy popijanie herbaty mogą nie wystarczyć do zrzucenia zbędnych kilogramów. Są natomiast ważne jako składniki zdrowego stylu życia.