Kawa, metabolizm i brązowy tłuszcz

Utrata zbędnych kilogramów to nie tylko kwestia mody, czy postrzegania piękna. Otyłość staje się bowiem jednym z najpoważniejszych problemów zdrowotnych na świecie. Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) niemal 60% mieszkańców Europy ma nadwagę. Na świecie, między końcówką lat 70. XX wieku a 2014 rokiem, wskaźnik otyłości wzrósł prawie 3 razy.

Dla skutecznej utraty wagi ważnych jest wiele czynników, takich jak np.: zdrowa i zbilansowana dieta, odpowiednia ilość snu, aktywność fizyczna, prawidłowa mikrobiota jelit czy zarządzenie stresem. Badanie opublikowane w Scientific Reports wykazało, że pomocna może okazać się również kawa – ze względu na sposób w jaki wpływa na metabolizm.

Kawa i tłuszcz

Naukowcy zajmujący się zagadnieniem odkryli, że kofeina zwiększa aktywność UCP1 – mitochondrialnego białka rozprzęgającego – u otyłych myszy. Zwiększenie jego ekspresji może zredukować ryzyko otyłości, a także poprawić wrażliwość na insulinę  –  co jest jednym z systemów termogenezy brązowej tkanki tłuszczowej. Bierze ono również udział w spalaniu tłuszczów i glukozy. W badaniu Scientific Reports naukowcy przyjrzeli się wpływowi kofeiny na brązowy tłuszcz – w testach probówkowych oraz tych z udziałem ludzi.

Wcześniejsze badania wykazały, że aktywacja brązowej tkanki tłuszczowej odbywa się poprzez składniki odżywcze lub ekspozycję na zimno. Jednak okazało się, że kofeina zwiększa aktywność wspomnianego UCP1. Dotyczyło to przynajmniej myszy, bowiem stopień wpływu na tłuszcz u ludzi nie został określony. W badaniu wykorzystane zostały najpierw komórki myszy, a następnie macierzyste komórki ludzkiego szpiku kostnego, do których wprowadzono kofeinę.

Za pomocą specjalistycznych testów przeprowadzono analizę. Następnie 9 ochotników o średnim wskaźniku masy ciała 23, zostało zaangażowanych do udziału w badaniu. Otrzymali oni do wypicia napój/wodę lub wodę z kofeiną, po czym poproszeni zostali o 30 minut odpoczynku. Jak odkryli naukowcy, traktowanie struktur komórkowych kofeiną, zwiększa ekspresję UCP1. Przeanalizowali i porównali również obrazowanie termiczne, wykonane na 30 minut po wypiciu napojów (w porównaniu z wcześniejszym stanem). Zaobserwowano, że po wypiciu kawy (kofeiny) temperatura brązowego tłuszczu w okolicy podobojczykowej uległa podwyższeniu. Odzwierciedlało to wzrost produkcji ciepła w tłuszczu, którego nie zauważono u osób pijących wodę.

Dobra kawa na dobry początek

Według naukowców, pierwsze badanie mogłoby wskazywać na sposób, w jaki ma szansę wpłynąć na nas już filiżanka kawy. Dr Michael Symonds, ze School of Medicine na University of Nottingham, współprowadzący badanie, powiedział:

Już poprzednie badania pokazały, że brązowy tłuszcz znajduje się głównie w rejonie szyi, więc sprawdzenie temperatury po wypiciu kawy nie było trudne do wyobrażenia. Wyniki były pozytywne i teraz musimy się upewnić, że to kofeina jest składnikiem pomagającym w aktywacji brązowego tłuszczu.

Naukowcy sugerują, że zawartość kofeiny w filiżance kawy może zwiększyć tempo przemiany materii, potęgując funkcję brązowego tłuszczu. Uważają nawet, że ta aktywność może przyczynić się do utraty wagi.

Wyniki te dostarczają nowych komplementarnych dowodów in vitro oraz in vivo, że kofeina w dawkach przyjmowanych zwykle przez ludzi, może promować funkcję brązowego tłuszczu.

W badaniu opublikowanym przez Northwestern Medicine naukowcy odkryli, że kawa zmienia o wiele więcej metabolitów w organizmie, niż do tej pory sądzono. Metabolity wytwarzane są przez organizm, po tym kiedy coś zjemy lub wypijemy. Badaniem objęto nim 47 osób pijących kawę, które poproszono o zaniechanie rytuału na 30 dni. W kolejnym miesiącu uczestnicy pili 4 filiżanki kawy dziennie, w następnym zaś 8. W trakcie badania naukowcy pobierali od kawoszy próbki krwi, oceniając liczbę i rodzaj metabolitów.

Jak odkryli, poziom 115 metabolitów został zmieniony – 82 z nich wpływało na 33 szlaki biologiczne. Zaobserwowali również trzy nowe powiązania pomiędzy kawą, a metabolitami steroidów, metabolizmem kwasów tłuszczowych oraz wpływem ich na układ endokannabinoidowy. Reguluje on m.in.: funkcje poznawcze, odpornościowe, snu, apetytu i energii. Receptory kanabinoidowe znajdują się w układzie neurologicznym. Wypicie 4-8 filiżanek kawy dziennie, zredukowało neuroprzekaźniki związane z tym układem. Uzyskany efekt był odwrotny od tego, który następuje po przyjęciu konopi. Odnaleziono również metabolity związane z systemem androsteroidowym, co mogłoby wskazywać na zdolność kawy do eliminowania sterydów z organizmu.

Są to zupełnie nowe sposoby, w jaki kawa może wpłynąć na zdrowie. Chcemy teraz zgłębić temat i zbadać, w jaki sposób zmiany te wpływają na ciało. Zwiększone spożycie kawy na przestrzeni 2 miesięcy mogło skutkować wystarczającym stresem, by wywołać spadek metabolitów w tym systemie. Może być to sposób adaptowania się naszego ciała i próby przywrócenia równowagi.

Uważano, że kawa może pomóc zrzucić kilogramy oraz zmniejszyć ryzyko cukrzycy typu 2, z powodu zdolności kofeiny do zwiększania metabolizmu tłuszczów lub do regulowania poziomu glukozy polifenoli. Nasze nowe odkrycia które łączą kawę z endokannabinoidami, oferują inne wyjaśnienie. I jest ono warte dalszych badań. – powiedziała dr Marilyn Cornelis, adiunktka zakresu profilaktyki zdrowotnej.

Miejsce ma znaczenie

Usytuowanie tłuszczu ma znaczenie dla naszego zdrowia. Biały tłuszcz przechowuje nadmiar kalorii i uwalnia hormony, które kontrolują metabolizm. Może gromadzić się bezpośrednio pod skórą lub głęboko w okolicy brzucha, wokół narządów. Jest to tzw. tłuszcz trzewny.

Tłuszcz podskórny znajduje się zwykle w okolicy ud i pośladków. Nie jest źródłem tylu kłopotów, ilu tłuszcz trzewny. Według Harvard Health, 90% tkanki tłuszczowej u większości z nas jest podskórna. Gromadzi się w dolnej części ciała, nadając sylwetce kształt gruszki.

Tłuszcz trzewny to pozostałe 10%. Jest związany z zespołem metabolicznym i insulinoopornością.

Zupełnie inną funkcję ma brązowy tłuszcz. Wytwarza ciepło, poprzez spalanie cukru i tłuszczu, często w reakcji na zimno. Jego większa aktywność poprawia regulację cukru we krwi oraz poziom lipidów. Proces ten wspomaga utratę masy ciała. Do tej pory nie znaleziono jednak właściwego sposobu na to, by stymulować jego aktywność u ludzi.

Przytoczone badanie jest pierwszym z udziałem ludzi, pokazującym że filiżanka kawy może mieć bezpośredni wpływ na funkcje brązowej tkanki tłuszczowej. To może mieć znaczy wpływ choćby na ogromny problem otyłości, a także rosnącą epidemię cukrzycy. Brązowy tłuszcz może być częścią rozwiązania tych problemów.

Białe adipocyty to najpowszechniej występujące komórki tłuszczowe. W nich magazynuje się nadmiar energii, co zwiększa ryzyko otyłości. Przeciążenie tych komórek prowadzi do takich stanów, jak cukrzyca typu 2 czy choroby układu krążenia. Po drugiej stronie zaś znajdują się brązowe adipocyty, termogenicznie aktywne i występujące raczej u dzieci, niż dorosłych. Jak odkryto, białe komórki tłuszczowe mogą być zaprogramowane na brązowienie, o ile proces ten nie zostanie stłumiony przez jedno z białek. Współczulny układ nerwowy może zrobić to na małą skalę. Jednak połączenie białych komórek tłuszczowych z innymi układami narządów sprawia, że nie jest to możliwe w większym zakresie. Naukowcy prowadzą eksperymenty w kierunku przekształcania białego tłuszczu poza ciałem, a następnie wprowadzeniem go z powrotem do systemu, w celu walki z otyłością.

Brązowy tłuszcz w ruch

Aktywowanie brązowego tłuszczu skutkuje spaleniem większych zasobów energii i przekształceniem części białego tłuszczu, zwiększając jednocześnie termogenezę. Co wspomoże ten proces?

• Aktywność fizyczna

Badanie przeprowadzone przez Ohio State University Wexner Medical Center wykazało, że ćwiczenia mogą zwiększać metabolizm, z powodu wzrostu cząsteczki lipokiny, która związana była kiedyś z niskimi temperaturami. Kiedy ćwiczymy, brązowy tłuszcz nakazuje mięśniom stosowanie kwasów tłuszczowych jako paliwa. Wyniki te zostały potwierdzone w badaniach na zwierzętach, podczas których znaleziono lipokiny u gryzoni po aktywności fizycznej.

• Zimno

Kilka badań wykazało, że ekspozycja na niskie temperatury zwiększa spalanie glukozy w brązowym tłuszczu, a także poziom białek UCP1. Wpływa również na aktywację brązowego tłuszczu oraz aktywność mitochondriów w mięśniach szkieletowych. Codzienna ekspozycja na zimno zwiększa objętość brązowej tkanki tłuszczowej i zdolności oksydacyjne.

• Sen … i niska temperatura

Naukowcy zbadali wpływ chłodnego środowiska i snu, poprzez obniżenie temperatury w sypialni 5 mężczyzn, na okres 4 miesięcy. W trakcie dnia ochotnicy wykonywali normalne czynności, na noc zwracali zaś do „ochłodzonych” pokoi. W ciągu pierwszego miesiąca było to 23 stopnie Celsjusza, przez kolejne 2 temperatura wynosiła 18 stopni, zaś w ostatnim miesiącu było to 27 stopni Celsjusza. Po miesiącu ekspozycji na łagodne ochłodzenie, odnotowano 42% wzrost objętości brązowej tkanki tłuszczowej i 10% wzrost aktywności metabolicznej.

Źródła:

https://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2019/07/08/why-coffee-affects-metabolism.aspx

http://www.euro.who.int/en/data-and-evidence/european-health-report/european-health-report-2018

Opracowała Ewa Wysocka