Alkohol - odchudza czy tuczy?

Otyłych osób jest coraz więcej, a wraz z kolejnymi upływającymi dekadami naukowcy coraz bardziej doceniają rolę tkanki tłuszczowej, jako kluczowego regulatora metabolicznego organizmu. Tkanka tłuszczowa oddziałuje za pomocą działań, które wykraczają daleko poza klasyczne postrzeganie tłuszczu, jako „depozytu” czy też „magazynu” energii.

Jego rola, jako narządu wewnątrzwydzielniczego, jest dobrze znana, a znaczenie białek, które syntetyzuje i wydziela (tj. adipokin), wciąż się rozszerza.

Spośród ponad 50 mld komórek tłuszczowych znajdujących się w organizmie dorosłego człowieka, zdecydowana większość to adipocyty WAT (biała tkanka tłuszczowa). BAT u osób dorosłych nie stanowi więcej, niż 1% masy ciała, a jej lokalizacja ograniczona jest do tkanki tłuszczowej podskórnej okolicy międzyłopatkowej i szyi, śródpiersia oraz okolic dużych tętnic brzusznych i nerek. Komórki WAT cechują się dużą różnorodnością pod względem wielkości (20–200 μm), zależnej od ilości zgromadzonych w nich triacylogliceroli. [6] Jeśli ktoś mówi Ci, iż „tłuszcz brązowy” jest ważny dla „spalania tkanki tłuszczowej”, to poszukaj innego eksperta.

Oprócz uwalniania i działania adipokin, takich jak leptyna i adiponektyna, tkanka tłuszczowa ma zasadnicze znaczenie dla homeostazy glukozy, jako mające duże znaczenie miejsce wychwytu glukozy. Jako największy magazyn energii w organizmie, tkanka tłuszczowa reaguje na zmiany związane z wykorzystywaniem i zaopatrywaniem w energię (dowóz i restrykcje kaloryczne). Na przykład: funkcjonowanie na czczo, jak również stan zapalny, aktywują lipolizę prowadzącą do uwolnienia przechowywanych kwasów tłuszczowych (w postaci WKT) z tkanki tłuszczowej. I odwrotnie, magazynowanie energii zwiększa się w czasie „przekarmiania się” (czyli tego, co cechuje większość populacji XXI wieku). Masa tkanki tłuszczowej zależy od długoterminowej równowagi, między lipogenezą a lipolizą. Zaburzenia tej równowagi podczas chorób, takich jak otyłość (ekspansja patologiczna), mogą prowadzić do przechowywania lipidów w tkankach obwodowych, w tym w wątrobie i mięśniach szkieletowych. Zmiany chorobowe w tkance tłuszczowej obejmują nasilenie stanu zapalnego i nieprawidłowe wydzielanie adipokiny w połączeniu z niedotlenieniem, apoptozą i zwiększonym stresem oksydacyjnym. Na marginesie, niewielka ilość tłuszczów w mięśniach stanowi paliwo dla sportowców, szczególnie dyscyplin wytrzymałościowych (są to IMTG, IMAT, czyli tłuszcze wewnątrzmięśniowe).

Ciągłe uczucie głodu: hormony tarczycy vs leptyna

W normalnych okolicznościach i ustroju zdrowego człowieka leptyna reguluje łaknienie. Z jednej strony podawanie SAA wpływa hamująco na leptynę i może zwiększać łaknienie, z drugiej estrogeny (których duże stężenie pojawia się przy stosowaniu aromatyzujących SAA) zwiększają wydzielanie leptyny w ustroju, czyli hamują łaknienie. Ponadto, zwykle kulturyści dostarczają dużo węglowodanów, co ma wpływ na zwiększenie ilości leptyny.

Co zwiększa wydzielanie leptyny?

  • glikokortykosteroidy,
  • estrogeny,
  • cytokiny zapalne, TNF-alfa, interleukina 1 (IL-1), IL-6,
  • insulina,
  • nadmierny pobór pokarmów.

Co ogranicza wydzielanie leptyny? 

  • androgeny (np. testosteron, DHT),
  • hormony tarczycy (ale nie wskazują na to wszystkie badania; „Stężenie leptyny w surowicy pacjentów z niedoczynnością tarczycy (28,4 ± 4,1 ng / ml) okazało się istotnie wyższe, niż w grupie kontrolnej (19,1 ± 3,2 ng / ml), natomiast pacjenci z nadczynnością tarczycy mieli niższe stężenia leptyny (10,7 ± 1,2 ng / ml)”, [19]
  • hormon wzrostu,
  • obniżenie stężenia insuliny,
  • chłód,
  • post (powstrzymanie się od jedzenia), [1]
  • zwiększenie się ilości wewnątrzkomórkowego cAMP,
  • pobudzenie receptorów beta3-adrenergicznych, [2]
  • agoniści aktywujący receptor γ-proliferatora peroksysomów (PPAR-γ),
  • ekspozycja na wolne kwasy tłuszczowe (WKT, FFA).

W badaniach [5] stężenie leptyny w surowicy znacznie wzrosło przy przejściu z niedoczynności tarczycy do subklinicznego stanu nadczynności tarczycy z wyraźniejszym wzrostem stężeń leptyny stwierdzonym u kobiet, niż u mężczyzn. Ogólnie w tym przypadku badacze doszli do wniosku, iż tylko stężenie FT4 koreluje ze stężeniami leptyny w ustroju. Z kolei Debmalya Sanyal i wsp. [3] twierdzą, iż leptyna wpływa na transkrypcję TRH oraz ma wpływ na oś TRH -> TSH (podwzgórze => tyreoliberyna => przysadka mózgowa => TSH).

Jaki wpływ ma alkohol na tkankę tłuszczową?

Po tym przydługim wstępie przejdźmy do zasadniczej części opracowania.

Wydaje się, iż alkohol działa wielokierunkowo. Z jednej strony przewlekłe spożywanie alkoholu aktywuje lipolizę tkanki tłuszczowej i zwiększa uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych (FFA, WKT). Stężenia krążących WKT nie muszą korelować z tą zmianą, gdyż tłuszcze są spożytkowywane przez inne tkanki (np. wątrobę, serce).

tkanka tłuszczowa (oddziaływanie lipazy) => krew (WKT związane z albuminą) => wątroba, serce, mięśnie, płuca, tkanka tłuszczowa; mięśnie => oksydacja kwasów tłuszczowych

Podczas, gdy badania przepływu metabolicznego in vivo z użyciem wyznakowanych radioaktywnie triglicerydów ostatecznie wykazały, że przewlekłe spożywanie alkoholu zwiększa lipolizę, adipocyty pochodzące od szczurów, którym przez długi okres czasu podawano alkohol, wykazały, iż tempo lipolizy i uwalnianie WKT/FFA nie uległy zasadniczym zmianom wskutek podawania etanolu.

Hamowanie i aktywacja lipolizy w ustroju człowieka

Aktywacja układu współczulnego spowodowana np. katecholaminą (epinefryną, norepinefryną) jest silnym aktywatorem lipolizy, podczas gdy insulina ma działanie hamujące.

Noradrenalina w ustroju: 

  • hamuje głód, 
  • prowadzi do skurczu naczyń krwionośnych, poza naczyniami wieńcowymi,
  • podwyższa skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi,
  • zwiększa kurczliwość serca,
  • może prowadzić do bradykardii (odwrotnie, niż w przypadku badania na izolowanym sercu),
  • wywiera silniejszy wpływ, niż adrenalina na receptory β1-adrenergiczne,
  • noradrenalina wywiera słabe działanie na receptory β2-adrenergiczne,
  • wywiera silniejszy wpływ, niż adrenalina na receptory β3-adrenergiczne (wg Mutschlera), z kolei niektóre źródła podają, iż porównywalny.

Dla spalania tkanki tłuszczowej kluczowe znaczenie odgrywa adrenalina, a konkretnie chodzi O lipolizę. Rozpad trójglicerydów zachodzi pod wpływem adrenaliny, która wywołuje fosforylację ATGL, czyli lipazy trójglicerydowej adipocytów. ATGL posiada 10-krotnie większe powinowactwo do adrenaliny, w porównaniu do HSL (ang. hormone sensitive lipase, czyli lipazy wrażliwej na hormony; inni nazywają ją hormonozależną lipazą/esterazą cholesterolową, z kolei u Mutschlera nazywa się ją lipazą wrażliwą na hormon).

ATGL rozbija molekuły trójglicerydów tworząc diacyloglicerol i wolne kwasy tłuszczowe (diacyloglicerol + WKT). HSL odpowiada za rozbijanie drugiego łańcucha tłuszczowego (powstaje monoacyloglicerol + WKT). Z kolei katabolizm monoacylogliceroli (MAG) zależy od aktywności lipazy monoacyloglicerolowej. Kwasy tłuszczowe są transportowane, a glicerol jest zużywany do ponownej estryfikacji lub do glukoneogenezy (w postaci fosforanu dihydroacetonu w wątrobie). W procesie glukoneogenezy glukoza powstaje np. z aminokwasów (biorą się np. z rozpadu mięśni), glicerolu (rozpad trójglicerydów) czy mleczanów (np. intensywna praca mięśni w warunkach beztlenowych).

Insulina poprzez wpływ na HSL (czytaj: węglowodany i białka stymulujące wyrzut insuliny) => hamuje lipazę wrażliwą na hormon (HSL). W obecności insuliny (największy wpływ na jej wyrzut mają węglowodany oraz proteiny) kortyzol zwiększa aktywność lipazy lipoproteinowej (LPL, EC 3.1.1.34), co prowadzi do odkładania najgroźniejszego rodzaju tłuszczu wisceralnego. Jeśli w ustroju nie ma wysokich stężeń insuliny, kortyzol aktywuje lipazę wrażliwą na hormony (HSL, EC 3.1.1.3), co wywołuje mobilizację zgromadzonych w ciele tłuszczy.

Alkohol a lipoliza

Wczesne prace dostarczyły dowodów na wpływ alkoholu na lipolizę stymulowaną epinefryną (adrenaliną), jak również na hamowanie lipolizy za pośrednictwem insuliny. Itaya i wsp. w 1978 donieśli, że alkohol nie zmienia uwalniania FFA po stymulacji epinefryną w WAT szczura. Yki-Järvinen i wsp. w 1987 r. wykazali, że podawanie alkoholu u zdrowych mężczyzn zapobiegało supresji lipolizy przez insulinę (obserwowano stężenie trójglicerydów w osoczu krwi).

Ponadto, dane uzyskane przez Frayn i wsp. (1990) sugerują, że podawanie alkoholu (doraźne) zwiększa lipolizę. Stwierdzono to na podstawie pomiaru stężeń FFA/WKT i glicerolu, a także wymiany atomów węgla w tkance tłuszczowej przy użyciu różnic tętniczo-żylnych [44]. Badania te położyły podwaliny pod późniejsze eksperymenty, które ujawniły zdolność alkoholu do zwiększania lipolizy. Dzieje się tak przez hamowanie działania insuliny, a nie przez pobudzanie wyrzutu (działania) katecholamin. Wręcz przeciwnie, alkohol zmniejszał działanie na ustrój np. adrenaliny (przynajmniej w badaniach in vivo, u komórek szczura), czyli lipolizę, w której pośredniczą katecholaminy. Jeśli alkohol zwiększa szybkość lipolizy w ujęciu globalnym (netto), jego zdolność do zahamowania działania insuliny musi być o wiele istotniejsza, w porównaniu do negatywnego wpływu na receptory β-adrenergiczne (inaczej bilans byłby ujemny, zmniejszałby on szybkość lipolizy).

Stymulacja szlaku β-adrenergicznego, w którym pośredniczą białka G, zwiększa przekształcenie ATP do cAMP (3',5'-cyklicznego adenozynomonofosforanu) poprzez cyklazę adenylową. Wzrost stężenia cAMP w białej tkance tłuszczowej może być podwyższony lub niezmieniony przez regularne picie alkoholu.

Ogólnie zależności wyglądają następująco:

receptory β3-adrenergiczne => cyklaza adenylanowa => białko G => wzrost stężenia cAMP => wzrost aktywności kinazy proteinowej A (zależnej od cAMP) => aktywacja HSL => translokacja z cytozolu na powierzchnię kropli tłuszczu (hydroliza TAG) [11]

Alkohol może mieć więc wpływ na kluczowy etap lipolizy (korzystny lub obojętny), ale jednocześnie może mieć negatywny wpływ na fosforylację HSL [Kang i wsp. 2006 r.]. Jednakże większość badań pokazuje, iż alkohol nie ma wpływu na aktywność, ekspresję HSL. Ponadto zawartość tłuszczu w diecie wpływa na akumulację cAMP, niezależnie od zawartości alkoholu w menu. Płynna dieta o wysokiej zawartości tłuszczu (35% kcal z tłuszczu) zwiększa akumulację cAMP i ekspresję enzymu lipolitycznego, w porównaniu ze standardową dietą.

Wpływ przewlekłego podawania alkoholu na równowagę lipidową badano szerzej, niż wpływ pojedynczej, większej dawki alkoholu. Przykładowo, Siler i wsp. w 1999 wykazali, że spożycie 24 g alkoholu u zdrowych mężczyzn zmniejszyło utlenianie lipidów w całym ciele, zmniejszyło stężenie WKT w osoczu i ilość glicerolu. Wskazuje to na brak efektu alkoholu na lipolizę lub wręcz zmniejszenie lipolizy przez etanol (potencjalny wzrost lipogenezy). U zwierząt podawanie jednorazowych dawek alkoholu nie miało wpływu na aktywność HSL i lipazy lipoproteinowej (LPL) oraz akumulację cAMP. Dane dotyczące doraźnego wpływu alkoholu na lipolizę są zatem bardzo ograniczone, ale zasługują na dalsze badania, ponieważ wczesne zmiany wywołane przez alkohol mogą zapewnić wgląd w zdarzenia inicjujące długotrwałą lipodystrofię wywołaną alkoholem.

Podsumowanie: nie mogę w skrócie opisać wszystkich procesów, w jakie ingeruje etanol. Osoby zainteresowane odsyłam do tekstu źródłowego: „Alcohol, Adipose Tissue and Lipid Dysregulation” (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5372728/)

W ramach podsumowania

Alkohol:

  • ma wpływ na lipolizę (zapewne przez supresję działania insuliny, wpływ na fosforylację białkowej fosfatazy 1 – PP1, insulina powoduje fosforylację PP1, co hamuje HSL),
  • zapewne ma wpływ na czynnik wzrostu fibroblastów 21 (FGF21) => wzrost lipolizy,
  • ma wpływ na działanie katecholamin (=> hamowanie lipolizy),
  • wywołuje raka, przy wieloletnim nadużywaniu,
  • wpływa niekorzystnie na serce, nerki i wątrobę,
  • odwadnia sportowca,
  • zaburza termoregulację,
  • ma wpływ na syntezę glikogenu,
  • wpływa na spowolnienie regeneracji powysiłkowej, co wykazano np. w badaniach Barnes MJ i wsp.,
  • ma wpływ na profil hormonalny, w tym poziom testosteronu,
  • zmniejsza stan zapalny po wysiłku (podobnie, jak w przypadku długotrwałego NLPZ, stosowanie alkoholu oznacza problemy z budową masy mięśniowej!),
  • zwiększa ryzyko kontuzji, zgodnie z doniesieniami O’Brien i Lyons: dla piłkarzy pijących ryzyko odniesienia kontuzji wynosiło 55%, dla niepijących tylko 24%.

Najnowsze badania pokazują, iż bezpieczna ilość alkoholu to 0 g tygodniowo.

Czy alkohol wpływa korzystnie czy negatywnie na lipolizę?

W podsumowaniu tekstu w postaci grafiki:

Autorzy przychylają się ku tezie, iż alkohol zmniejsza (w białej tkance tłuszczowej) lipogenezę (odkładanie się tłuszczów), wychwyt glukozy, aktywność PPAR-gamma (receptora aktywowanego proliferatorem peroksysomów), nasila stan zapalny i zwiększa lipolizę. Powoduje jednak wzrost leptyny, TNF-α (czynnika martwicy nowotworów), IL-6, MCP-1, co nie jest wcale dobre dla ustroju (stan zapalny). Wystarczy napisać, że IL-6, TNF-α mają wpływ na proces powstawania nowych naczyń zasilających nowotwór.

Proces neowaskularyzacji nowotworu lub angiogenezy (powstawania nowych naczyń krwionośnych) jest stymulowany np. przez:

  • czynnik wzrostu śródbłonka naczyń – VEGF (ang. vascular endothelial growth factor),
  • IL-6 (cytokina prozapalna, wg niektórych danych również o niewielkim działaniu przeciwzapalnym),
  • TGF-α i β (transformujący czynnik wzrostu alfa i beta): „W wielu pracach potwierdzono istotną rolę, jaką pełni TGF-beta w różnych chorobach, tj. osteoporozie, chorobie Alzheimera, nowotworach piersi, retinopatii cukrzycowej, zawale mięśnia sercowego czy schorzenia z autoagresji”, [12]
  • TNF-α (czynnik martwicy nowotworów).

Wydaje się więc, iż alkohol może przynosić pewne efekty redukcyjne, jednak kosztem, który jest niewspółmierny do efektów terapii. Poza tym spożywanie węglowodanów i tłuszczów razem z alkoholem powoduje, iż łatwo wtedy utyć (pierwszoplanowym celem dla organizmu staje się wtedy etanol).

 

Źródła: Boden G, Chen X, Mozzoli M, Ryan I. Effect of fasting on serum leptin in normal human subjects. J Clin Endocrinol Metab. 1996;81:3419–3423. Gettys TW, Harkness PJ, Watson PM. The beta 3-adrenergic receptor inhibits insulin-stimulated leptin secretion from isolated rat adipocytes. Endocrinology. 1996;137:4054–4057. Bogda Skowrońska, Marta Fichna, Piotr Michna „Rola tkanki tłuszczowej w układzie dokrewnym”http://www.kzf.ump.edu.pl/Lekarski%20I%20rok/Rola%20tkanki.pdf Oge A1, Bayraktar F, Saygili F, Guney E, Demir S. „TSH influences serum leptin levels independent of thyroid hormones in hypothyroid and hyperthyroid patients”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15863950 Hsieh CJ1, Wang PW, Wang ST, Liu RT, Tung SC, Chien WY, Lu YC, Chen JF, Chen CH, Kuo MC. „Serum leptin concentrations of patients with sequential thyroid function changes.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12100066 Ewa FürstEnbErg, Katarzyna Lachowicz, Małgorzata Stachoń „RÓŻNE OBLICZA TKANKI TŁUSZCZOWEJ I TŁUSZCZU POKARMOWEGO” http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2010/315.pdf E. Mutschler “Farmakologia i toksykologia” WYD. III Barbara Malinowska, Hanna Kozłowska, Agnieszka Zakrzeska, Grzegorz Kwolek „Receptory β-adrenergiczne w układzie krążenia.Udział niewrażliwych na propranolol receptorówβ-adrenergicznych w regulacji układu krążenia“. Farmakoterapia otyłości http://www.farmakologia.ump.edu.pl/attachments/article/7/Leki_otylosc.pdf Jennifer L. Steiner and Charles H. Lang „Alcohol, Adipose Tissue and Lipid Dysregulation”https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5372728/ Eugenia Murawska-Ciałowicz „Tkanka tłuszczowa – charakterystyka morfologiczna i biochemiczna różnych depozytów” https://phmd.pl/api/files/view/198253.pdf Olga Stępień-Wyrobiec1, Antoni Hrycek2, Grzegorz Wyrobiec „Transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-beta) – budowa, mechanizmy oddziaływania oraz jego rola w patogenezie tocznia rumieniowatego układowego”http://www.phmd.pl/fulltxt.php?ICID=874359