Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: karnozyna, iryzyna, białka rozprzęgające UCP, biała tkanka tłuszczowa, brunatna tkanka tłuszczowa, beżowa tkanka tłuszczowa, smukła sylwetka.
Na początku bieżącej dekady jeden z zespołów badawczych poinformował światek naukowy o niezwykle ciekawym zjawisku: wysiłek fizyczny uruchamia w białej (magazynowej) tkance tłuszczowej programy genetyczne, charakterystyczne dla tkanki brunatnej (Xu, 2011). To bez wątpienia z tego powodu osobnicy korzystający z ruchu szybciej i skuteczniej redukują tkankę tłuszczową niż ci, którzy wdrażają w życie jedynie samą dietę odchudzającą. Należy bowiem przypomnieć, że brunatna tkanka tłuszczowa spala intensywnie tłuszcz, zamieniając jego energię w ciepło; im więcej mamy tej tkanki – tym mniej tłuszczu gromadzimy w organizmie.
Niestety, u ludzi tkanka ta zanika wraz z wiekiem, stąd i wraz z wiekiem wzrasta tendencja do gromadzenia tłuszczu zapasowego. Stąd też aktywność fizyczna, prowadząca do przeprogramowania białej tkanki tłuszczowej w brunatną, jest tak pomocna w utrzymaniu smukłej sylwetki. Białą tkankę tłuszczową, przeprogramowaną do brunatnej, zwykło się nazywać tkanką beżową lub używać w odniesieniu do niej skrótu – „brite” – od: brown in white. Gorzej jednak, jeżeli wiek, kontuzja, wypadek czy jakaś choroba uniemożliwia aktywność ruchową. To właśnie, głównie z myślą o takich przypadkach naukowcy badają właściwości molekuł naśladujących pod tym względem wysiłek fizyczny, czyli sprzyjające wspomnianemu przeprogramowaniu. Jednocześnie podobne molekuły mogłyby potencjalnie wzmacniać efekty wysiłku fizycznego, gdyby wspomagać ich suplementacją programy ćwiczeń redukcyjnych. I właśnie jeden z zespołów badawczych upatrywał molekuły o takich właściwościach w karnozynie (Schaalan, 2018).
Karnozyna jest dipeptydem, czyli maleńkim białkiem, zbudowanym z dwóch aminokwasów – beta alaniny i histydyny. Najwięcej karnozyny znajdujemy w mięśniach – w mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym. Tutaj karnozyna jest najpowszechniej występującym, niebędącym pełnowymiarowym białkiem, związkiem azotowym, tworzącym od 0.2 do 0.5% naszej masy mięśniowej.
Karnozyna aktywuje w mięśniach, w pierwszej kolejności ATPazę – enzym napędzający energią biologiczną skurcze włókien mięśniowych. Drugą najważniejszą, pełnioną przez karnozynę funkcją jest rola bufora obniżającego kwasowość środowiska komórkowego włókien mięśniowych. Chodzi o to, że pracujące mięśnie zużywają ATP i spalają glukozę, a w efekcie tych procesów powstają kwasy: fosforowy, węglowy i mlekowy. Natomiast w miarę wzrostu zakwaszenia włókien mięśniowych osłabieniu ulega siła ich skurczu, czyli zdolność do pracy.
Skurcze włókien mięśniowych inicjowane są przez jony wapniowe, uwalniane z tworu komórkowego, zwanego siateczką sarkoplazmatyczną. I tutaj ujawnia się właśnie trzecia z najważniejszych funkcji pełnionych przez karnozynę… związek ten pobudza z jednej strony uwalnianie jonów wapniowych z siateczki sarkoplazmatycznej, z drugiej zaś uwrażliwia na ich działanie białka kurczliwe miofibryli mięśni szkieletowych i serca.
Warto przy tym wiedzieć, jak to się w zasadzie dzieje, że pracująca tkanka mięśniowa przekształca białą tkankę tłuszczową w beżową… Aby wyjaśnić ten fenomen, naukowcy wykonali całą serię bardzo dobrze zaplanowanych eksperymentów na gryzoniach i z udziałem ludzi, a wyniki całego programu badawczego opublikowali w „Nature”, w 2012 roku. W efekcie swoich prac ustalili, że pracujące mięśnie uwalniają nieznaną dotąd miokinę (hormon tkanki mięśniowej), przenikającą z obiegiem krwi do białej tkanki tłuszczowej i pobudzającą w jej komórkach produkcję tzw. białek rozprzęgających (UCP), charakterystycznych dla tkanki brunatnej, sterujących procesem termogenezy – intensywnym spalaniem tłuszczu z rozproszeniem energii termicznej. Naukowcy nazwali nowy hormon iryzyną od imienia greckiej bogini Iris (Tęczy) – posłanki Zeusa i symbolu więzi pomiędzy niebem a ziemią, na znak pełnionej przez nią funkcji – szczególnego przekaźnika sygnału pomiędzy tkanką mięśniową a tłuszczową.
We wspomnianym wyżej badaniu, dotyczącym wpływu karnozyny na brunatnienie białej tkanki tłuszczowej, naukowcy albo żywili szczury w odpowiednich grupach eksperymentalnych karną o standardowej zawartości tłuszczu, albo paszą bardzo wysokotłuszczową. Jednocześnie niektóre grupy poddawane były wysiłkowi fizycznemu, niektóre działaniu karnozyny (w dawce odpowiadającej ok. 3 g po przeliczeniu na ludzi), a w niektórych zastosowano te dwa czynniki jednocześnie.
Zarówno trening fizyczny, kontynuowany przez 6 tygodni, jak też suplementacja karnozyny znacząco zmniejszyły przyrost tłuszczowej masy ciała gryzoni, łagodząc przy tym zaburzenia gospodarki tłuszczowej powodowane otyłością. Jednocześnie okazało się, że te korzystne efekty wywołane wysiłkiem fizycznym i karnozyną były skorelowane ze wzrostem stężenia iryzyny w surowicy krwi i wzrostem ekspresji białek rozprzęgających UCP w tkance tłuszczowej. Ponieważ efekty redukcji tłuszczu i poprawy parametrów metabolicznych były najlepiej widoczne w grupach, w których połączono ćwiczenia fizyczne i karnozynę, wskazuje to, że pomiędzy jednym a drugim czynnikiem występuje zjawisko synergizmu, czyli wzajemnego wzmocnienia efektów działania.
Zgodnie z konkluzją autorów badania, odkrycia te sugerują, że karnozyna może powodować brunatnienie białej tkanki tłuszczowej na drodze stymulacji produkcji iryzyny w tkance mięśniowej i jej uwalniania do krwiobiegu, w którym to mechanizmie naśladuje wysiłek fizyczny i działa z wysiłkiem synergistycznie.
