Revoluce v hubnutí? Střevní bakterie dokážou přepnout tuk do režimu spalování

Střeva jako dálkový ovladač tuku: co výzkum odhalil

Nový výzkum na myších naznačuje, že správná kombinace střevních bakterií spolu s určitým typem stravy dokáže spustit v tukové tkáni intenzivní spalování kalorií. To zásadně mění pohled na obezitu: nejde jen o kalorie a pohyb – obrovskou roli hrají také mikrobi, kteří obývají naše střeva.

Tým vedený doktorem Kenyou Hondou z City of Hope a Keio University zkoumal myši krmené stravou s extrémně nízkým obsahem bílkovin. Takový způsob výživy sám o sobě metabolismus ovlivňuje, skutečný průlom ale přišel ve chvíli, kdy vědci zaměřili pozornost na roli střevních bakterií.

Jak tuk mění „barvu": bílá tkáň se stává béžovou

Ukázalo se, že při správném složení mikrobiomu se běžná bílá tuková tkáň v oblasti třísel začala chovat jinak. Buňky, které dříve sloužily převážně jako zásobárna energie, začaly produkovat bílkoviny typické pro reakci na chlad – tedy ty, které aktivují tvorbu tepla a spalování kalorií.

Tuková tkáň se ukázala být překvapivě poddajná vůči „přepnutí" – ale jen tehdy, když střeva obsahovala správné bakterie vysílající signály do zbytku organismu.

Když byl tentýž experiment proveden na myších odchovaných ve sterilních podmínkách bez střevního mikrobiomu, dieta přestala prakticky fungovat. To jasně ukazuje, že klíčová nebyla samotná nízká dávka bílkovin, ale to, jak střevní bakterie tento signál z potravy „četly" a převáděly ho do reakce tukové tkáně.

Mikropřepínač v tukových buňkách

V těle savců existují nejméně tři typy tuku: bílý, hnědý a tzv. béžový. Bílý tuk je klasickým úložištěm kalorií. Hnědý a béžový tuk energii spalují a přeměňují ji v teplo. Právě k takovéto přeměně u zkoumaných myší skutečně došlo.

Analýzy odhalily, že v tukové tkáni zvířat se správným složením bakterií vzrostla aktivita genů a bílkovin spojených s produkcí tepla – podobných těm, které se projevují při vystavení nízkým teplotám. To znamená, že tukové buňky přešly do stavu připomínajícího béžový tuk, tedy energeticky náročného, nikoli pouze skladovacího.

Efekt přitom nebyl trvalý. Jakmile se myši vrátily k běžné stravě, „béžový" charakter tuku z velké části vymizel. Výzkumníci také zjistili, že intenzitu reakce ovlivňoval věk, pohlaví a umístění tukové tkáně v těle. Přepnutí do spalovacího režimu tedy nebylo ani úplné, ani rovnoměrné.

Čtyři klíčové bakteriální kmeny – malá sestava, velký efekt

V další fázi se tým pokusil zjistit, které konkrétní bakterie za tuto pozoruhodnou přeměnu zodpovídají. Po testování mnoha kombinací se ukázalo, že nejsilnější reakci vyvolává specifické kvarteto kmenů pocházejících od lidských dárců.

• Vědci analyzovali vzorky od 25 zdravých dobrovolníků.
• Přibližně u 40 % z nich byla zjištěna aktivní béžová tuková tkáň.
• Přenos mikrobiomu od „nejlepších" dárců na myši přenášel i schopnost tuk béžovět.
• Přenos od méně vhodných dárců vyvolával výrazně slabší nebo téměř neznatelný efekt.

Zajímavé je, že pokud byl z tohoto čtyřčlenného „týmu" bakterií odstraněn byť jen jediný kmen, efekt z velké části zmizel. Celý proces tedy závisel na velmi přesné spolupráci několika mikroorganismů – nikoli na obecně „vysokém množství hodných bakterií".

Játra jako prostředník: role FGF21 a amoniaku

Střevní mikroorganismy přitom nepůsobily pouze lokálně. Strava chudá na bílkoviny měnila způsob, jakým bakterie zpracovávaly dusík a produkovaly amoniak. Tato látka putovala vrátnicovou žílou přímo do jater, kde spouštěla další reakci.

Játra vystavená signálu v podobě amoniaku zvyšovala produkci hormonu FGF21. Tento hormon je dobře znám tím, že pomáhá organismu zvládat tzv. metabolický stres – například při nedostatku potravy nebo při nízkých teplotách. V tomto případě plnil roli jednoho z hlavních „poselství" pro tukovou tkáň, aby přepnula do spalovacího režimu.

Když vědci u bakterií vyřadili enzym zodpovědný za tvorbu amoniaku, odezva jater zeslábla, produkce FGF21 klesla a program „béžovění" tuku se téměř zastavil.

Podobnou odpověď se podařilo pozorovat i na lidských jaterních organoidech – miniaturních útvarech tkáně pěstovaných v laboratoři. To naznačuje, že popsaný řetězec signálů může mít význam i v lidském těle, nejen u myší.

Nervy uzavírají smyčku: jak nervový systém pohání spalování

Na konci tohoto složitého řetězce událostí stojí sympatická nervová vlákna v tukové tkáni. Právě ta přímo řídí rychlost spalování kalorií. Vědci zaznamenali, že signály přicházející od bakterií a jater podporovaly zahušťování těchto nervových vláken v tuku.

Jakmile signály z jater a FGF21 chyběly, nervová síť v tukové tkáni řídla a béžovění tuku výrazně sláblo. Zajímavé je, že podání léku, který přímo aktivoval tyto nervové dráhy, z velké části obnovoval ztracený efekt. To naznačuje, že střevní bakterie nervový systém nenahrazují, ale pouze regulují jeho „hlasitost".

Metabolické výsledky u myší: nejde jen o váhu

Myši chované na stravě velmi chudé na bílkoviny a se správnými střevními bakteriemi nejen pomaleji přibývaly na váze. U těchto zvířat byly zaznamenány i další změny:

To je podstatné, protože ukazuje, že nešlo jen o prosté „hladovění" organismu. Zvířata nepřicházela dramaticky o svaly, což by jinak zpochybňovalo závěr, že výsledky pramení pouze z podvýživy. Přestože béžová tuková tkáň sehrála bezpochyby klíčovou roli, vědci zdůrazňují, že ji nelze označit za jediný zdroj všech pozorovaných přínosů.

Může člověk jednoduše přejít na stravu s velmi málo bílkovinami?

Zde přichází první varování. V experimentu dodávaly bílkoviny pouhých přibližně 7 % kalorií – to je o celých 60 % méně než v kontrolní dietě. Tak výrazné snížení příjmu bílkovin by v reálném životě mohlo být nebezpečné, zvláště pro starší osoby, fyzicky aktivní jedince nebo lidi s určitými onemocněními.

Výzkumníci také připomínají, že dřívější pokusy zlepšit metabolismus pomocí probiotik v tabletách nebo nápojích často selhávaly. Pouhé „přidání bakterií" bez pochopení celého signálního řetězce se jen zřídka projevilo výraznými účinky u lidí.

Organismus, způsob stravování a celý mikrobiom se u lidí liší mnohem výrazněji než v kontrolovaných laboratorních podmínkách. To nelze při plánování potenciálních terapií přehlížet.

Od kapsle s probiotikem k lékům cíleným na signální dráhy

Na základě těchto výsledků tedy vědci nenavrhují extrémně nízkobílkovinovou dietu jako univerzální způsob hubnutí. Místo toho poukazují na možnost vyvinout léky nebo terapeutické programy, které by napodobovaly signály vysílané střevními bakteriemi.

Cílem by bylo přesné zacílení na dráhu spojující:

• střevní bakterie a jejich metabolity (včetně amoniaku),
• játra a hormon FGF21,
• nezralé tukové buňky schopné přeměnit se v béžový tuk,
• růst a aktivitu sympatických nervů v tukové tkáni.

Pokud by se podařilo vyvinout bezpečné farmakologické látky řídící tuto dráhu, mohly by posílit přirozenou schopnost organismu spalovat energii. V kontextu rostoucího počtu lidí s obezitou, cukrovkou 2. typu nebo kardiovaskulárními onemocněními by taková nástrojová sada mohla výrazně odlehčit systémům zdravotní péče.

Co to znamená pro běžného člověka?

Přestože celá studie se týkala myší, a nikoli lidí, vysílá jasný signál: tuková tkáň dospělého člověka rozhodně není „zabetonovaná". Do určité míry ji lze ovlivňovat a důležitým ovladačem je právě střevní mikrobiom. To otevírá dveře k uvažování o hubnutí nejen ve smyslu „méně jez, více se hýbej", ale také jako o modulaci metabolických signálů.

Pro průměrného člověka jsou v tuto chvíli závěry spíše opatrné a praktické: péče o pestrou, nezpracovanou stravu bohatou na vlákninu, omezování nadměrného příjmu kalorií a pravidelná fyzická aktivita zůstávají základem. Tyto prvky přirozeně podporují prospěšný mikrobiom, i když zatím nevíme, jak přesně aktivovat tento konkrétní mechanismus „béžovění" tuku.

V nadcházejících letech lze nicméně očekávat stále větší množství výzkumů zaměřených na přesné kombinace bakterií nebo na léky cílící na popsaný řetězec: střeva – játra – tuk – nervy. Pokud tyto práce uspějí, budoucí terapie hubnutí mohou vypadat zcela jinak než dnešní zázračné diety nebo plošně dostupné „probiotiky na všechno".