Słowa kluczowe: witamina D, kalcytriol, wapń, fosfor, izoflawony, VDR, kalcypotriol, SVDRM, cAMP, tkanka tłuszczowa.
Pierwszą witaminę odkrył nasz rodak, Kazimierz Funk, w 1912 roku. Nazwał ją tiaminą, zaś całą grupę związków podobnych – witaminami. Dzisiaj, gdy mija już prawie wiek od tego odkrycia, mogłoby się wydawać, że witaminy to niezwykle dokładnie poznane składniki pokarmowe. Nic jednak bardziej złudnego… Wprawdzie poznaliśmy podstawowe funkcje pełnione w organizmie przez poszczególne witaminy oraz minimalne i maksymalne zakresy poziomu ich pobrania z żywności, to nadal niewiele wiemy o dawkach optymalnych dla zdrowia. Wciąż odkrywamy też nowe, zaskakujące właściwości witamin, choć mechanizmów tych właściwości nie potrafimy jeszcze, należycie wytłumaczyć. Dokładnie w ten sposób wygląd sprawa witaminy D…
Ta, odkryta jeszcze w 1921 roku a znana do niedawna jedynie ze swych właściwości przeciwkrzywiczych, przeżywa dzisiaj renesans… Jej pochodne znalazły zastosowanie w leczeniu raka i problemów skórnych, i nadal badane są np. pod kątem wykorzystania w rozwoju muskulatury (nie tyle w sporcie, co w chorobach mięśniowych) – o czym niedawno informowałem szeroko w jednym z artykułów. Tutaj natomiast spróbuję ‘wziąć na tapetę’ kolejny, frapujący a niedostatecznie przebadany problem – związku witaminy D z poziomem tkanki tłuszczowej…
Więcej witaminy, mniej sadełka.
Witaminę D wyodrębnił McCollum w 1921 roku i scharakteryzował – jako ‘czynnik przeciwkrzywiczy’. Było to oczywiście przełomowe odkrycie, niosące lek na krzywicę – chorobę prowadzącą w dawnych czasach – nieraz do śmierci, często – do trwałego kalectwa.
Natomiast, bodaj jako pierwszy – o związku witaminy D z otyłością doniósł Lumb w 1971 roku… Badacz ten zaobserwował odwrotną korelację – pomiędzy poziomem tkanki tłuszczowej a poziomem witamin D. Z jego pracy jednoznacznie wynikało, że – im niższy poziom witaminy D w organizmie człowieka – tym większy zapas tłuszczu w jego tkance podskórnej.
Na pierwszy rzut oka – sprawa wydawała się całkowicie jasna… Wszystko wyglądało na to, że witamina D chroni w jakiś sposób organizm – przed gromadzeniem tłuszczu i rozwojem tkanki tłuszczowej. Jednak już sam Lumb podjął polemikę ze swoją własną obserwacją, zaś później podejmowało ją jeszcze wielu badaczy… Naukowcy spekulowali, że – może nie tyle witamina D obniża poziom tłuszczu, co tłuszcz wiąże witaminę i obniża jej poziom we krwi…? Wydawało się to wielce prawdopodobne, gdyż witamina D jest związkiem lipofilnym, szczególnie łatwo rozpuszczającym się w tłuszczu, wchłanianym do krwiobiegu – za pośrednictwem tkanki tłuszczowej. Im większym więc zasobem tkanki tłuszczowej dysponuje dany osobnik, tym więcej witaminy D ‘grzęźnie’ w zgromadzonym w tej tkance tłuszczu – a tym samym – mniejsze jej wartości udaje się wykryć we krwi.
Do powyższej koncepcji przychylał się właśnie Zemel (wraz z zespołem współpracowników), który w latach 2000-2005 opublikował wyniki swych badań i ogłosił opinię o odwrotnej – tuczącej aktywności witaminy D. Według naukowca – witamina D ma sprzyjać gromadzeniu tłuszczu zapasowego, poprzez swoją aktywność hormonalną, zawiązaną z wpływem na odpowiednie receptory…
Witamina – hormonem.
Funk zdefiniował witaminy – jako szczególne składniki odżywcze, niezbędne w niewielkich ilościach do prawidłowej pracy organizmu. Dopiero późniejsze lata rozwoju nauk biologicznych przyniosły wyjaśnienie, że – podczas gdy jedne witaminy są katalizatorami reakcji biochemicznych (koenzymami), to inne – w rzeczywistości – hormonami, czyli chemicznymi nośnikami informacji, przekazywanej pomiędzy komórkami organizmu wielokomórkowego. Typowe witaminy-hormony – to witamina A i D. Wszystkie hormony produkowane są przez komórki naszego organizmu; tak samo – witamina D. Produkcja ta może być jednak niewystarczająca, więc stąd to złudzenie, że musimy dostarczać ją z pożywienia.
Hormony działają zazwyczaj poprzez specjalne białka – receptory, gdzie wiązanie hormonu z receptorem wywołuje określony efekt metaboliczny. Receptory albo występują w błonie komórkowej, albo we wnętrzu komórki. Związanie hormonu z receptorem błonowym uruchamia sygnał chemiczny, przenoszony w głąb komórki przez tzw. wtórne przekaźniki, z których najważniejsze – to wapń i cykliczny adenozynomonofosforan (cAMP). Związanie z receptorem wewnątrzkomórkowym (jądrowym) przemienia receptor w tzw. czynnik transkrypcyjny, który pobudza geny do produkcji białek strukturalnych lub funkcjonalnych – np. włókienek mięśniowych lub enzymów czy receptorów. Czasami bywa też i odwrotnie – czynniki transkrypcyjne, zamiast pobudzać, hamują produkcję białek.
Hormony steroidowe, takie jak witamina D, posiadają zazwyczaj – zarówno receptory błonowe, jak też jądrowe. Zemel dowodził, że związanie witaminy D z receptorem błonowym komórki tłuszczowej uruchamia prąd wapniowy, płynący przez tzw. kanały jonowe. Natomiast wapń, napływający do wnętrza komórki tłuszczowej, hamuje aktywność cyklazy adenylowej – enzymu wytwarzającego cAMP. Tym samym więc – obniża poziom tego przekaźnika w komórkach tłuszczowych. A że cAMP odpowiada za rozpad cząsteczek tłuszczu, obniżenie jego poziomu sprzyja (zrozumiałe!) gromadzeniu zapasów.
Napływający wapń aktywuje jednocześnie dwa inne enzymy – PKC i 11 beta HSD… Pierwszy inicjuje proces produkcji i gromadzenia tłuszczu (lipogenezę), drugi zaś – proces produkcji kortyzolu – hormonu sprzyjającego otyłości.
Naukowiec obserwował również, że związanie witaminy D z jej receptorem jądrowym hamuje w komórkach tłuszczowych produkcję tzw. białek rozprzęgających (UCP), które spalają intensywnie tłuszcz, wyzwalając energię termiczną. A więc mniej tych białek, to – wiadomo – słabsze spalanie tłuszczu przy większej tendencji do jego gromadzenia.
Kiedy się już wydawało, że zespół Zemela rozwiał ostatecznie złudzenia co do odchudzających właściwości witaminy D, niespodziewanie zadziwiającymi wynikami zaskoczył nas Rayalam i jego współpracownicy… Badacze ci, dodając witaminę D do hodowli młodych komórek tłuszczowych (preadipocytów), wywołali ich apoptozę (programowaną śmierć) i unicestwili je niemal całkowicie.
Hormon o podwójnym obliczu.
Witamina D (konkretnie – D3), nazywana też cholekalcyferolem lub kalciolem, jest hormonem steroidowym, produkowanym przez komórki naszej skóry. Komórki skóry wytwarzają ją z cholesterolu, używając przy tym – jako najważniejszego katalizatora – energii promieni słonecznych. Znaczna część powstającej tu witaminy D trafia do najbliżej położonej, podskórnej tkanki tłuszczowej.
Kiedy pobieramy gotową witaminę z pokarmu lub suplementu diety, ta wchłania się z przewodu pokarmowego – rozpuszczona w tłuszczu, razem z tłuszczem i w taki sam sposób, jak tłuszcz. Trafia więc najpierw do krążenia limfatycznego, penetrującego – w pierwszej kolejności – tkankę tłuszczową. Grzęźnie tutaj częściowo – o czym wcześniej była już mowa.
Do krwiobiegu trafia więc nasza witamina – najczęściej – dopiero po uwolnieniu z tkanki tłuszczowej. Z obiegiem krwi przedostaje się do wątroby, która zamienia ją w związek – nazywany kalcydiolem. Część kalcydiolu powraca z wątroby do tkanki tłuszczowej i pozostaje tu jako zapas, część krąży w krwiobiegu, zaś cześć trafia do nerek, gdzie ulega kolejnej przemianie, tym razem do kalcytriolu – hormonu odznaczającego się najwyższą wartością dla gospodarki wapniowej, 1000-krotnie przewyższającego aktywnością – wszystkie inne pochodne witaminy D.
I tak, powoli, dochodzimy do rozwiązania naszej zagadki naukowej, jawiącej się w skrajnie odmiennych wynikach badań – tajemniczej, podwójnej i przeciwstawnej aktywności witaminy D…
Wydaje się, że hormonem tuczącym jest tutaj jedynie kalcytriol, podczas gdy inne formy witaminy D – przeciwnie – odchudzającymi…
Prawdopodobnie, jedynie kalcytriol jest pełnym agonistą błonowych i jądrowych receptorów witaminy D (VDR). Oznacza to, że tylko wiązanie takiego receptora z kalcytriolem prowadzi do wywołania kompletnego efektu hormonalnego. Inne formy witaminy D wykazują bowiem – średnio – 1/1000 aktywności kalcytriolu.
Nie działają najprawdopodobniej na receptory błonowe, gdyż te reagują tylko na kalcytriol. Ba, wydaje się nawet, że mogą blokować kalcytriolowi dostęp do receptora, co nazywamy fachowo – antagonizmem. Tak więc wszystkie mechanizmy ‘tuczne’, związane z napływem wapnia do komórki tłuszczowej, zostają tutaj całkowicie wyeliminowane.
Najprawdopodobniej, również tylko wiązanie kalcytriolu z receptorem jądrowym prowadzi do wytworzenia takiego czynnika transkrypcyjnego, który utrudnia genom produkcję białek UCP – a tym samym – spowalnia spalanie tłuszczu. Właściwa witamina D (i inne jej formy) wydaje się być selektywnym modulatorem VDR… W ten sposób – może wiązać jądrowe VDR, blokując do nich dostęp kalcytriolowi, a jednocześnie wytwarzać inne czynniki transkrypcyjne – inaczej, niekompletnie czy nawet przeciwstawnie wpływające na odpowiadające im geny.
Powiedzmy sobie szczerze: sekwencja tych wydarzeń nie została jeszcze, dokładnie prześledzona. Możemy tu jednak usprawiedliwić badaczy; relacje witaminy D z ponad 200-toma odpowiadającymi jej genami, jej receptorami, innymi receptorami jądrowymi, czynnikami transkrypcyjnymi i tzw. koregulatorami transkrypcji, wiążącymi receptor wspólnie z hormonem, są niezwykle różnorodne i mocno skomplikowane. Wiemy jedynie tyle, że właściwa witamina D hamuje rozmnażanie się (proliferację) i inicjuje programowaną śmierć (apoptozę) młodych komórek tłuszczowych (preadipocytów), przyczyniając się tym sposobem – do redukcji masy tkanki tłuszczowej. Najprawdopodobniej stymuluje też syntezę termogenicznych białek UCP, gdyż – kiedy szwedzcy naukowcy zablokowali przemianę witaminy D do kalcytriolu w organizmie człowieka – doszło do wyraźnego wzrostu tempa termogenezy i wymiernej utraty zasobów tłuszczowych.
Zauważmy, że Rayalam i jego koledzy prowadzili badania na izolowanej tkance tłuszczowej, traktowanej witaminą D…! Dzięki temu – uchwycili różnicę, pomiędzy aktywnością niezmienionej witaminy D we wnętrzu komórek tłuszczowych, a jej aktywnością ogólnoustrojową, gdzie za większość efektów metabolicznych odpowiada kalcytriol – powstający w dwóch etapach, w wątrobie i w nerkach – z właściwej witaminy D.
Powstrzymać kalcytriol.
Jak wynika z powyżej zaprezentowanych faktów – opalanie lub suplementacja witaminy D byłyby znakomitymi sposobami na redukcję tłuszczu, gdyby tylko udało się zablokować wytwarzanie kalcytriolu.
Okazuje się, że silnym blokerem przemiany witaminy D do kalcytriolu jest wapń…! Kiedy bowiem zbyt mało wapnia występuje w diecie, wtedy dochodzi do masowej produkcji kalcytriolu, który nasila wchłanianie tego pierwiastka z przewodu pokarmowego. Kiedy natomiast dieta obfituje w wapń, wtedy produkcja kalcytriolu zostaje zablokowana, co ogranicza wchłanianie tego pierwiastka.
Znany nam już zespół Zemela udowodnił bezsprzecznie w swoich badaniach, że wysokie spożycie wapnia wyraźnie sprzyja redukcji tkanki tłuszczowej. Naukowcy uzyskane efekty tłumaczyli właśnie w ten sposób, że wysoki poziom wapnia blokuje wytwarzanie kalcytriolu – a tym samym też – przy okazji znosi jego właściwości tuczące.
W innych baniach zaobserwowano jednocześnie, że kiedy enzym produkujący kalcytriol (1 alfa hydroksylaza) zostaje zablokowany, dochodzi do przemiany kalcydiolu w inny związek – podobny do kalcytriolu – ale pozbawiony jego aktywności hormonalnej. Niektórzy autorzy postulują, że może być on nawet przeciwnikiem (antagonistą) kalcytriolu, nie tylko blokującym jego wpływ na wchłanianie wapnia w przewodzie pokarmowym, ale również – wpływ na wnikanie wapnia do wnętrza komórek tłuszczowych i związany z tym rozwój otyłości.
Zespół Zemela donosił również, że znacznie lepsze efekty odchudzające przynosi uzupełnianie wapnia produktami mlecznymi, aniżeli suplementami diety. Jak się uważa – wszystko dlatego, że w produktach tych wapń występuje w formie chelatów – łatwoprzyswajalnych kompleksów pierwiastka z aminokwasami. Dodatkowo, białka mleka obfitują też w fosfopeptydy kazeinowe – związki fosforowe, niezwykle aktywne biologicznie. A jak się okazuje – obok wapnia – fosfor jest kolejnym pierwiastkiem, skutecznie blokującym przemianę witaminy D do kalcytriolu. Kiedy szwedzcy naukowcy zaprezentowali na kongresie w Nicei wyniki swoich trzyletnich obserwacji nad wpływem suplementacji fosforanu wapnia na redukcję wagi, wnikało z nich jednoznacznie, że związek ten potęgował termogenezę. Wtedy Szwedzi nie potrafili wyjaśnić tego ‘fenomenu’… Dzisiaj już wiemy, że fosfor i wapń blokują przemianę witaminy D do kalcytriolu, co sprzyja termogenezie, gdyż komórki tłuszczowe – w obecności właściwej witaminy D a przy niedostatku kalcytriolu – produkują więcej termogenicznych białek UCP.
Czy znikną problemy z nadwagą?
Lato to znakomity czas na zrzucenie kilku kilogramów. I nie chodzi tu tylko o większe możliwości korzystania z aktywności fizycznej w tym czasie… Nawet – przeciwnie… Wylegiwanie się bez ruchu też może pomóc w pozbyciu się nadwagi, jeżeli odbywa się tylko w świetle promieni słonecznych. Opalanie wzmaga bowiem produkcję witaminy D w skórze i jej migrację do tkanki podskórnej. Wzmaga jednocześnie produkcję ciemnych barwników skóry – melanin, których pochodne również penetrują tkankę tłuszczową i również ułatwiają spalanie tłuszczu (więcej informacji na ten temat w artykule: „Opalanie – odchudza”).
Czy to jednak podniesiemy poziom witamin D – opalaniem, dietą czy suplementem diety – nie możemy zapomnieć o wysokim spożyciu wapnia. Pierwiastek ten powstrzyma produkcję kalcytriolu i ułatwi redukcje tkanki tłuszczowej. Najlepszy będzie tutaj oczywiście – chudy biały ser – pozbawiony tuczącego, mlecznego tłuszczu i cukru. Tym, którym produkt ten ‘nie przechodzi przez gardło’, można zaproponować odżywkę wysokobiałkową, opartą o kompletne białka mleczne (np. Prolongatum), a do tego – suplement chelatu wapniowego z dodatkiem witaminy D, taki jak np. Chela-Calcium D3.
Rayalam wykazał również, że ‘antytłuszczowa’ aktywność witaminy D wzrasta znacząco w obecności izoflawonów sojowych. Przypuszcza się, że te szczególne składniki pokarmowe hamują enzym wytwarzający kalcytriol. Wiadomo też, że wchodzą w relacje z witaminą D na poziomie receptorów jądrowych i czynników transkrypcyjnych, co może wzmacniać jej aktywność odtłuszczającą. W związku z tym, należałoby poważnie rozważyć zasadność włączenia do diety redukcyjnej – produktów czy odżywek sojowych (np. Sojavit 85), obfitujących w izoflawony.
Warto oznajmić też ‘puszystym’ koleżankom i kolegom, że farmakologia oczekuje aktualnie na nową grupę leków, nazywanych ogólnie – selektywnymi modulatorami receptorów witaminy D (SVDRM). Mają to być pochodne witaminy D, odporne na przekształcenie do kalcytriolu, wpływające jedynie na metabolizm komórkowy, a pozbawione wpływu na gospodarkę wapniową. Zarejestrowano już nawet pierwszy lek, w pełni spełniający definicję SVDRM – kalcypotriol – przeznaczony do leczenia łuszczycy. Aktualnie prowadzone są prace nad uzyskaniem kolejnych SVDRM-ów, przydatnych w leczeniu nowotworów, zaników mięśni (mówi o tym artykuł: „SVDRM – sterydy anaboliczne nowej generacji”), jak również – właśnie – w walce z otyłością.
Kiedy leki te zostaną nareszcie uzyskane – skończą się może ostatecznie (również i moje) problemy z nadwagą…!?
