Izhodišča in namen raziskave

Znano je, da telesna vadba zmanjšuje verjetnost za razvoj debelosti ter z njo povezanih presnovnih in srčno-žilnih bolezni. Številne raziskave so preverjale morebitni obstoj molekul, ki se sproščajo med telesno dejavnostjo in posredujejo opisane ugodne učinke, in čeprav nabor tovrstnih spojin narašča, še ni v celoti znano, kako pravzaprav učinkujejo. Po drugi strani so učinki nekaterih spojin že opisani, a ni jasno, do katere mere so te spojine dejansko udeležene pri zaščitnih učinkih telesne vadbe. Avtorji povzete raziskave so zato združili oba pristopa in izvedli obširno analizo presnovkov, prisotnih v krvni plazmi po telesni dejavnosti pri živalih in ljudeh, opredelitev verjetnega tarčnega presnovka ter preverbo njegovih učinkov na apetit in presnovo pri miših.

Metodologija in rezultati

Sprva so z metodo tekočinske kromatografije z masno spektrometrijo izvedli analizo krvne plazme laboratorijskih miši po telesni vadbi in v njej potrdili prisotnost številnih že znanih presnovkov, katerih koncentracija značilno poraste po telesni dejavnosti, vendar je med vsemi po tej lastnosti najbolj izstopala še neopredeljena molekula. Iz razmerja med molekulsko maso in nabojem ter s primerjavo različnih standardnih spojin so določili, da gre za presnovek, ki nastane iz laktata (angl. lactate) in fenilalanina (angl. phenylalanine). Poimenovali so ga poimenovali Lac-Phe, porast njegove koncentracije pa so potrdili tudi v serumskih vzorcih dirkalnih konj, ki so bili odvzeti neposredno po tekmi.

Ker je znano, da so nekatere mutacije v genu za encim, ki tvori Lac-Phe, povezane s spremembami v indeksu telesne mase, so raziskovalci predpostavili, da Lac-Phe verjetno vpliva na vnos in porabo energije oziroma energijsko bilanco. Iz poskusov, kjer so prekomerno prehranjene miši prejele Lac-Phe ali placebo v enkratnem odmerku ali pa vsakodnevno deset dni, so ugotovili, da sta eksperimentalni skupini zaužili manj hrane. Eksperimentalna skupina, ki je deset dni prejemala Lac-Phe, je izgubila več telesne mase in maščobnih zalog ter bolje uravnavala krvno koncentracijo glukoze kot kontrolne živali. Med eksperimentalno in kontrolno skupino ni bilo razlik glede porabe energije in krvne koncentracije hormonov, ki vplivajo na hranjenje, iz česar so raziskovalci sklepali, da spojina vpliva le na vnos energije s hranjenjem. Za natančnejšo opredelitev vloge presnovka Lac-Phe pri energijski bilanci so raziskovalci primerjali »običajne«, gensko nespremenjene laboratorijske miši in miši brez gena za encim, ki tvori Lac-Phe. Pri slednjih je bila plazemska koncentracija Lac-Pheja statistično značilno nižja tako v mirovanju kot po enkratni telesni obremenitvi, ki je bila med skupinama primerljiva. Obe skupini sta nato prejemali krmo z visoko vsebnostjo maščob. Če miši ob tovrstni prehrani niso telovadile, je bil porast telesne mase med skupinama primerljiv, iz česar so raziskovalci sklepali, da razlike v izhodiščnih koncentracijah presnovka Lac-Phe ne zadoščajo za spremembo energijske bilance. Ko sta obe skupini miši izvajali redno in primerljivo telesno dejavnost z naraščajočo stopnjo obremenitve ter sočasno uživali prehrano z visoko energijsko vrednostjo, pa so miši brez gena za encim v primerjavi s kontrolnimi živalmi pojedle statistično značilno več krme in se bolj zredile. Avtorji raziskave zato sklepajo, da Lac-Phe (pri miših) prispeva k nižjemu vnosu hrane in boljšemu nadzoru nad telesno maso, a le ob izvajanju telesne dejavnosti.

Nazadnje so spremembe v koncentraciji Lac-Pheja po telesni dejavnosti preverili še na dveh manjših kohortah človeških preiskovancev in ugotovili, da tudi pri ljudeh pride do porasta plazemske koncentracije Lac-Pheja po telovadbi, ki je najbolj izrazit po kratkih, visoko intenzivnih obremenitvah (npr. hiter tek na kratke proge), ko zaradi povečane potrebe celic po energiji ob sočasnem relativnem pomanjkanju kisika nastaja več laktata kot pri drugih oblikah vadbe. Kljub temu pa so bile koncentracije presnovka Lac-Phe v plazmi preiskovancev v primerjavi z izhodiščnimi vrednostmi statistično značilno povišane še tri ure po zaključku vadbe, ne glede na vrsto telesne dejavnosti (vaje za vzdržljivost, hitrost ali moč).

Zaključki

Avtorji zaključujejo, da so uspešno opredelili nov presnovek, ki je neposredno povezan s tvorbo laktata med telesno dejavnostjo, zavira apetit ter tako verjetno vsaj delno prispeva k razlagi ugodnih vplivov telesne dejavnosti na presnovo. Zagovarjajo izvedbo nadaljnjih raziskav za natančnejšo opredelitev mehanizmov delovanja Lac-Pheja v možganih, saj bi se tovrstni uvid lahko izkazal za koristnega pri razvoju novih zdravil.

Povzela: Lana Blinc, dr. med.

Komentar strokovnjaka

Vsakdo, ki se ob študiju ali službi ukvarja z rekreativnim tekom ali plavanjem in ki ne more vselej natančno načrtovati časa svojih obrokov, se je že srečal z dilemo: ali se lačen odpraviti na vadbo, ali pa se najesti in zaradi tega odložiti ali opustiti vadbo. Kadar je zmagala odločenost opraviti vadbo, je po nekaj minutah teka ali plavanja lakota čudežno izginila – in se v blažji obliki pojavila šele, ko smo se po naporu dodobra umirili.

Seveda ne gre zgolj za učinek nedavno odkritega presnovka Lac-Phe (konjugata laktata in fenilalanina). Apetit, lakota in hranjenje so evolucijsko tako pomembni, da niso prepuščeni enemu samemu mehanizmu.

Že dolga desetletja poznamo pomembno vlogo hipotalamusa (»centra za sitost« v ventromedialnem hipotalamusu in »centra za lakoto« v lateralnem hipotalamusu) in vlogo ravni krvne glukoze, ki ob znižanju povzroča lakoto. Maščevje sprošča hormon leptin, ki na dolgi rok zavira vnos hrane. Grelin je peptidni hormon, ki se sprošča iz praznega želodca in povzroča lakoto; ko se želodec napolni, pa se izločanje grelina zavre. Holecistokinin je črevesni hormon, ki se sprošča po hranjenju, in povzroča občutek sitosti. Pri reguliranju apetita sodelujejo nevropeptidi – nevropeptid Y, melanocite stimulirajoči hormon α, agouti-povezani peptid. Še pred odkritjem Lac-Phe smo poznali snovi, ki se sproščajo ob telesni vadbi in zavirajo vnos hrane: rastni diferenciacijski faktor 15, peptid tirozin-tirozin in glukagonu podobni peptid-1 (GLP-1). Agoniste GLP-1 s pridom uporabljamo pri zdravljenju sladkorne bolezni tip 2, v zadnjem času pa tudi za zdravljenje debelosti. Vnos hrane pri ljudeh ni zgolj rezultat nezavednih fizioloških procesov, temveč je  odvisen tudi od psiholoških dejavnikov in vpliva okolja.

Vse navedeno pa ne zmanjšuje pomena odkritja Lac-Phe. Gre za pomembnega »novega igralca« v regulaciji vnosa hrane, ki obeta, da bomo v prihodnje znali ljudem bolje pomagati do zdrave telesne mase.

Prof. dr. Aleš Blinc, dr. med.