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 se specifickou stravou dokáže spustit v tukové tkáni intenzivní spalování kalorií. Pohled na obezitu se tím zásadně mění – nejde jen o kalorie a pohyb. Obrovskou roli hrají také mikrobi, kteří obývají naše střeva.

Co se vědcům podařilo prokázat

Tým vedený doktorem Kenyou Hondou z centra City of Hope a Keio University zkoumal myši krmené stravou s velmi nízkým obsahem bílkovin. Takový způsob stravování sám o sobě metabolismus ovlivňuje, skutečný průlom ale nastal, když vědci zaměřili pozornost na roli střevních bakterií.

Ukázalo se, že při vhodném složení mikrobiomu začala běžná bílá tuková tkáň v oblasti třísel fungovat zcela jinak. Buňky, které dříve energii převážně skladovaly, najednou produkovaly bílkoviny spojené s reakcí na chlad – tedy takové, které spouštějí tvorbu tepla a spalování kalorií.

Tuková tkáň se ukázala být překvapivě tvárná – ale pouze tehdy, když střeva obsahovala správné bakterie vysílající signály do zbytku těla.

Když vědci stejné experimenty zopakovali na myších chovaných v sterilním prostředí bez střevního mikrobiomu, dieta prakticky přestala fungovat. To jasně ukazuje, že klíčová nebyla samotná nízká hladina bílkovin, ale to, jak střevní bakterie „četly" signál z potravy a překládaly ho do reakce tukové tkáně.

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

V těle savců rozlišujeme přinejmenším tři druhy tuku: bílý, hnědý a takzvaný béžový. Bílý tuk slouží jako klasický zásobník kalorií. Hnědý a béžový energii spalují a přeměňují ji na teplo. Přesně tento typ přeměny byl u zkoumaných myší pozorován.

Mikropřepínač uvnitř tukových buněk

Analýzy prokázaly, že v tukové tkáni zvířat se správnou sestavou bakterií vzrostla aktivita genů a bílkovin zodpovědných za tvorbu tepla – podobných těm, které se aktivují při vystavení nízkým teplotám. Tukové buňky přešly do stavu připomínajícího béžový tuk, tedy energeticky náročného, nikoli jen skladovacího.

Tento efekt nebyl trvalý. Jakmile se myši vrátily k běžné stravě, „béžový" charakter tuku z velké části vymizel. Vědci také zjistili, že rozsah reakce ovlivňoval věk, pohlaví i to, v které části těla se tuková tkáň nachází. Přechod do spalovacího režimu tedy nebyl úplný ani rovnoměrný.

Čtyři klíčové bakteriální kmeny – malá sestava, velký výsledek

V další fázi výzkumu se tým pokusil zjistit, které konkrétní bakterie za touto překvapivou přeměnou stojí. Po testování mnoha kombinací bylo odhaleno, že nejsilnější reakci vyvolává čtveřice specifických kmenů lidského původu.

• 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 přeměny tuku na béžový.
• Přenos od méně vhodných dárců vedl k výrazně slabšímu nebo téměř neznatelného efektu.

Zajímavé je, že když byl z této čtveřice bakterií odstraněn byť jediný kmen, efekt z velké části zmizel. Celý proces tedy závisel na velmi přesné spolupráci několika mikroorganismů – ne na obecném „velkém množství hodných bakterií".

Játra jako přenosový článek: role FGF21 a amoniaku

Střevní mikroorganismy 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 řetězec reakcí.

Játra vystavená signálu v podobě amoniaku zvyšovala produkci hormonu FGF21. Tento hormon je známý tím, že pomáhá tělu zvládat takzvaný metabolický stres – například při nedostatku potravy nebo nízkých teplotách. Zde plnil roli jednoho z hlavních „poselství" pro tukovou tkáň, aby se přepnula do spalovacího režimu.

Když vědci u bakterií vypnuli enzym zodpovědný za tvorbu amoniaku, reakce jater zeslábla, produkce FGF21 poklesla a program „hnědnutí" tuku se prakticky zastavil.

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

Nervy uzavírají smyčku: jak nervová soustava pohání spalování

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

Když signály ze žluči a FGF21 chyběly, nervová síť v tukové tkáni řídla a béžovění tuku výrazně sláblo. Zajímavé je, že podání léku přímo stimulujícího tyto nervové dráhy z velké části obnovilo ztracený efekt. Střevní bakterie tedy nervový systém nenahrazují – jen regulují jeho „hlasitost".

Metabolické účinky u myší: nejen váha

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

To je zásadní zjištění, protože ukazuje, že nešlo o pouhé „vyhladovění" organismu. Zvířata výrazně nepřicházela o svaly, což by oslabovalo tezi, že výsledky pramení čistě z podvýživy. Béžová tuková tkáň sehrála nepochybně důležitou roli, vědci ale zdůrazňují, že nelze označit ji za jediný zdroj všech pozorovaných přínosů.

Může člověk jednoduše přejít na stravu s velmi malým množstvím bílkovin?

Zde přichází první varování. V experimentu dodávaly bílkoviny pouhých přibližně 7 % kalorií – to je o 60 % méně než v kontrolní stravě. Takové drastické snížení příjmu bílkovin by v reálném životě mohlo být nebezpečné, zejména u starších lidí, fyzicky aktivních jedinců nebo osob s určitými onemocněními.

Vědci také připomínají, že dřívější pokusy o zlepšení metabolismu pomocí probiotik v tabletách nebo nápojích často selhávaly. Pouhé „přidání bakterií" bez pochopení celého signálního řetězce se u lidí jen zřídka projevilo výraznými výsledky.

Organismus, způsob stravování i celkový mikrobiom se u lidí liší podstatně více než v kontrolovaných laboratorních podmínkách. To nelze při plánování případných terapií přehlédnout.

Od probiotické kapsle k lékům cíleným na signální dráhy

Na základě těchto výsledků vědci nedoporučují stravu extrémně chudou na bílkoviny jako univerzální cestu k hubnutí. Místo toho poukazují na možnost vývoje léků nebo terapeutických programů napodobujících signály vysílané střevními bakteriemi.

Jde o přesné zacílení na dráhu propojující:

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

Pokud se podaří vyvinout bezpečné farmakologické látky řídící tuto dráhu, mohly by přirozenou schopnost těla spalovat energii výrazně posílit. V kontextu rostoucího počtu lidí s obezitou, cukrovkou 2. typu nebo srdečně-cévními onemocněními by taková léčba mohla systémům zdravotní péče výrazně odlehčit.

Co to znamená pro běžného člověka?

Přestože celá studie zahrnovala myši, nikoli lidi, vysílá jasný signál: tuková tkáň v dospělosti rozhodně není „zabetonovaná". Do určité míry ji lze ovlivňovat a důležitým dálkovým ovladačem je střevní mikrobiom. To otevírá cestu k pohledu na hubnutí nejen jako na „méně jez, více se hýbej", ale také jako na modulaci metabolických signálů.

Pro běžného člověka jsou v tuto chvíli závěry spíše opatrné a praktické. Péče o pestrou, neprocesovanou stravu bohatou na vlákninu, omezování nadbytku kalorií a pravidelná fyzická aktivita zůstávají základem. Tyto prvky přirozeně podporují příznivý mikrobiom, i když zatím přesně nevíme, jak konkrétně nastartovat tento mechanismus „béžovění" tuku.

V nadcházejících letech lze ovšem očekávat rostoucí počet studií zaměřených na přesné kombinace bakterií nebo léky cílící na popsaný řetězec střeva–játra–tuk–nervy. Pokud tato výzkumná úsilí uspějí, budoucí terapie hubnutí mohou vypadat úplně jinak než dnešní zázračné diety nebo běžně dostupné „probiotika na všechno".