Az inzulin és a zsírtárolás

A zsírszövet a szervezet energiaforgalmának egyik központi szerve, amelyben a felszívási folyamattal egyidőben a raktározás, a posztabszorptív időszakban (éhgyomori állapot) a mobilizálás dominál.

  • Mivel (még a napi 5-6 alkalomra elosztott tápanyagbevitel esetén is) a táplálkozás idején és azt követően alacsonyabb a pillanatnyi energiaigény, mint amit a felszívott tápanyagok biztosítanak real-time, minden egyes táplálékbevitel eredménye zsírraktározás (mivel a glikogénraktárak kapacitása véges), és majd a későbbiekben történik meg a felhasználás (már amennyiben az szükséges, és nincs elárasztva a szervezet folyamatosan felesleges tápanyagokkal).

Az inzulin
(lenyíló, katt ide!)

Az inzulin mindhárom makrotápanyag, tehát a zsír, a szénhidrát és a fehérje anyagcseréjére is hatással van.

Zsírtárolás a tápanyagokból
(lenyíló, katt ide!)

A zsírraktározás oka az inzulin?

Az inzulin a zsírtárolásra (zsírdepozíció) is hat, de az ok-okozati összefüggés nem pont az, mint amit mainstream (és az "egészségestáplálkozás" üzlet) áraszt magából: "Éppen emiatt azok az ételek amelyek hirtelen nagy inzulin reakciót váltanak ki, általában azok az elhízásért felelősek."

Egyetlen hormonon múlna, hogy elhízunk vagy nem? A kérdésfeltevésnek ez az iránya, és a jelen téma szempontjából irreleváns, hogy a kóros elhízás inzulinrezisztenciát, és más problémákat okoz. A kérdés csak az, hogy önmagában az inzulin (bármilyen, az egészséges szervezetben előforduló szintje) okozhatja e azt, hogy a szervezet jelentős mennyiségű zsírt tárol el.

A zsírtárolás és az inzulin kapcsolata a sárga oldal egyik cikkében megjelent állítások tükrében:

Inzulinrezisztencia és zsírtárolás

Valóban? Induljunk ki abból az általában (legalábbis kezdetben) jellemző állapotból, hogy egészségesek vagyunk. Tehát akkor, ha jó az inzulinérzékenység, akkor akár a napi tápanyagszükséglet 3x-osát jelentő tápanyagbevitel mellett is felveszi az izom a glükóz nagy részét, és nem zsírként tárolódik? Aligha! A glikogén szintje az izomban (és a májban is) korlátozott, így ha többet zabál valaki, mint a szükséglete, akkor a felesleg zsírban tárolódik (mert máshogy nem tud), inzulinérzékenység ide vagy oda.

Önmagában attól, hogy inzulinrezisztencia van, nem fokozódhat a zsírtárolás volumene, mivel a semmiből még inzulinrezisztenciában sem lehet zsírt szintetizálni. Továbbá a zsírtárolás sebessége sem fokozódhat a glükózból, hiszen az inzulin által kihelyezendő GLUT-4 traszporterek nem aktiválódnak, mivel a zsírsejt éppen az inzulinrezisztencia miatt nem reagál az inzulinra (vagy inkább nem a normál működésnek megfelelően reagál rá).

  • Ilyenkor a megemelkedett inzulinszint hatására az inzulint kis affinitással kötni képes IGF-1 és hibrid receptorok megkötik az inzulint is, és másodlagos receptorhatásként metabolikus válaszokat is kiváltanak (ezért tud az inzulin mégis némi hatást kifejteni a glükóztranszportra inzulinrezisztenciában is, de csak akkor, ha nagyon magas az inzulinszint).
  • Az elsődleges receptorhatás azonban ebben a kontextusban (tápanyagtúlkínálat és a fizikai igénybevétel hiánya) a zsírsejtek számának fokozódása (ti. ez is anabolikus hatás, nem csak az izomnövekedés), hogy legyen hova tárolni a várhatóan tovább érkező felesleges tápanyagokat.

A glükóz zsírsejtbe jutásának sebessége inzulinrezisztenciában alapszinten marad (GLUT-1 és a minimális IGF-1/hibrid receptor hatás), de ettől még a felesleges tápanyagok végül ugyanúgy zsírban kerülnek tárolásra, csak amíg ez megtörténik, addig megemelkedve marad a vércukorszint, és következményesen az inzulinszint is. És ez az, ami káros, de a zsírosodás volumenét ez nem befolyásolja, csak az, hogy a túlzabálás krónikus marad, ahogy az volt előtte is.

Miért fokozódhat mégis a zsírosodás inzulinrezisztenciában?

Általánosan elfogadott, hogy az inzulinrezisztencia (a csökkent glükóztolerancia) fokozza a zsírtárolást, de hogyan is? Inzulinrezisztencia van, vagyis az inzulin (pontosabban a hatására kifejeződő inzulinfüggő GLUT-4 transzporter) nincs is játékban (arról fentebb a zsírtárolás lenyílóban, hogy a zsírsejt hogyan fogadja a glükózt inzulin nélkül is, akár egészséges, akár elhízott, inzulinrezisztens emberben).

  • Most akkor valójában az inzulinrezisztencia fokozza a zsírtárolást, vagy csak a kövér ember zsírosodik tovább a túlzabálás miatt, ahogy zsírosodott addig is, amíg nem volt inzulinrezisztens?
  • Nyilván megváltozik a sejtek működése, de egy inzulinrezisztens ember sem képes zsírosodni, ha kevesebb a tápanyagbevitele, mint az igénye, hiszen részben ezen alapszik a kapcsolódó életmódváltás (a diéta) is.

Eleve attól lett kövér, hogy túl magas volt a tápanyagbevitele az aktuális szükségletéhez képest, és ez így marad inzulinrezisztenciában is.

  • Tápanyagegyensúly anyagcserebetegségek esetén is van, lehet, hogy ez szokatlanul alacsony lesz, de az ember akkor sem a perpetuum mobile, kell a szervezet számára energia, és annál létezik kevesebb bevitel is.

A lehetséges magyarázat

Túlsúlyos emberekben a súlyfelesleghez fokozott miosztatin expresszió és emelkedett szérum miosztatin szint társul (Hittel és munkatársai, 2009).

  • A miosztatin aktivin IIb típusú receptorhoz történő kötődése kölcsönhatáshoz vezet az I típusú ALK4 vagy ALK5 receptorral, ami az SMAD2/3 transzkripciós faktorok foszforilációját és aktiválását eredményezi (Sartori és munkatársai, 2014). A SMAD2/3 gén pedig negatívan regulálja az izomtömeget (Schiaffino és munkatársai, 2013).
  • A csökkenő izomtömeg pedig még alacsonyabb energiabevitelt igényel(ne), azaz csökken a kalóriaégetés, csakhogy az elhízott ember zabál tovább, ahogy addig is, csak egyre kevesebb izomtömeg és aktivitás mellett, így egyre több a feleslegesen bevitt kalória, amitől tovább nő a test zsírkészlete.

Ezen kívül, amikor az inzulinrezisztencia hatására az inzulin szintje a fiziológiást meghaladja (hyperinzulinaemia), az fokozza a SREBP-1c (sterol regulatory element binding protein-1c) expresszióját a májban, ahol a glükóztranszport nem áll inzulinszabályozás alatt (inzulin independens GLUT-2 transzporter). Ezt a lipogenezisben résztvevő enzimek: a zsírsavszintetáz és az acetil-KoA karboxiláz aktivációja követi.

  • Ezek az enzimek a kulcselemei a de novo lipidszintézisnek a májban (Yahagi és munkatársai, 2002), és az aktivációjukat kiváltó SREBP-1c szintézisét a májban az inzulin szabályozza (Shimomura és munkatársai, 2000; Foufelle és Ferre, 2002).
  • A de novo lipidszintézis fokozódása a lipidoxidációt a lipidtárolás felé tolja el, így nő a VLDL (zsírszállító lipoprotein) részecskék számára rendelkezésre álló triglicerid mennyisége (Lewis és munkatársai, 2002). De ez is csak akkor, ha továbbra is el van árasztva a szervezet felesleges tápanyagokkal, aminek következménye a magas vérzsírszint (posztprandiális triglyceridaemia) is, mivel a csökkent inzulinhatás miatt a lipoprotein lipáz kevésbé teszi feldolgozhatóvá a trigliceridben gazdag lipoproteineket.

  • De nem az inzulin a "bűnös", hanem a túlzabálás. Egy egészséges emberben a fiziológiás inzulinszint éppen gátolja a VLDL felhalmozódását és szekrécióját a májsejtekben (Chirieac és munkatársai, 2000; Lin és munkatársai, 1995).

Irányított ligand-receptor kötés

Lehet, hogy a célunk az, hogy az izomsejtek receptoraira kötődjön az inzulin, a valóság viszont az, hogy ha van inzulin a vérben, akkor azt megköti a zsírsejtek receptora is, egy mondattal előtte ez még a cikk írójának is megvolt: "... az inzulin nem válogat, a szabad helyet fogja választani!" Pontosan így van, és mivel a "szerzett" inzulinrezisztencia (vagyis amikor van elég inzulin a vérben, csak arra nem reagálnak a sejtek megfelelően) valójában a sejtmembránon kialakuló receptorhiány útján jelentkezik elsősorban (lásd inzulin lenyíló), így a vázizom- és a zsírsejt vagy egyszerre érzékeny az inzulinra, vagy mindkettő érzéketlen (ugyanaz a mechanizmus).

  • Az inzulinrezisztencia jellemzője, hogy míg az inzulin termelődése rendszerint normális, az inzulin hatása nem megfelelő, melynek leggyakoribb oka az inzulinreceptor hibás működése. A receptor α-alegységének egy olyan mutációja, amelynek során az inzulin és a receptor közti kötés stabillá válik, és ezért az inzulin nem válik le a receptorról a savi pH-n. Ennek következtében túlságosan sok inzulin-receptor komplex bomlik le (ahelyett, hogy a levált receptor visszahelyeződne a sejtmembránba), a sejtmembránon receptorhiány keletkezik, és ez végül inzulinrezisztenciához vezet. Genetikai és nem genetikai tényezők kombinációja okozza, melyek inzulinrezisztenciához és relatív inzulinhiányhoz vezetnek. A pontos genetikai háttér nem ismert, de intenzív vizsgálatok tárgya. A nem genetikai tényezők közé tartozik az idősebb életkor, a magas kalóriabevitel, a túlsúly, a centrális típusú elhízás és az ülő életmód.
  • Egy elmélet szerint oxidatív stressz hatására a jelátviteli kaszkádban az inzulin-receptor-szubsztrát-1-en (IRS-1) a normális tirozin foszforiláció helyett szerin foszforiláció jön létre, ami zavart okoz a normális jelátvitelben, és inzulinrezisztenciához vezethet (Wittmann, 2013).

Az már csak kötözködés, hogy az inzulin nem transzportmolekula, hanem hormon, jelmolekula, így nem szállít semmit, csak jelet a receptorba, hogy aktiválódjon és kiváltsa a receptorhatást (már ha van aktiválható receptor). Bővebben itt.

Az igazán rossz hír az inzulin=zsír hívőknek az, hogy a zsírsejtek felveszik a glükózt inzulin nélkül is (GLUT-1), és még csak magas vércukorszint sem szükséges ehhez, csak hogy legyen jelen valamennyi többlet a vérben. Továbbá az se túl kedvező hír, hogy inzulin hiányában is aktiválódik a zsírsavszintézist megindító enzim, az acetil-KoA-karboxiláz (az acetil-KoA citoplazmába történő transzportjában részt vevő citrát allosztérikusan aktiválja).

Időzítés és GI

És a nap többi részében (vagy az edzés nélküli napokon), ha már megteltek a glikogénraktárak, akkor vajon hova kerülnek a (tápanyagigényen felül bevitt) alacsony Glikémiás Indexű (GI) szénhidrátok, alacsony inzulinszint mellett, lassan felszívódva? Ha megteltek az izom (és a máj) glikogénraktárai, akkor nem kerül oda több glikogén se gyorsan, se lassan felszívódva. Viszont megy zsírba. Lassan.

Egy egészséges, a tápanyagigényének megfelelően és kiegyensúlyozottan táplálkozó ember esetén a vércukor- és inzulinszint mindig a fiziológiás értékeken belül marad (bármikor és bármilyen GI-ű, vagy az új őrület szerint glikémiás terhelésű is legyen a tápanyag).

  • Mai ismereteink szerint a δ-sejtben termelt szomatosztatin a szekréciós ingerekre bekövetkező túlságosan nagy inzulin- és glukagonelválasztástól védi a szervezetet, a hormonszint-ingadozások amplitúdóját csillapítja, megakadályozza mind az inzulin-, mind pedig a glukagonelválasztás (és a következményes anyagcsere-elváltozások) szükséges mértéket meghaladó "túllövését" (Fonyó, 2011).

Viszont az igényeket krónikusan meghaladó tápanyagbevitel miatt végül inzulinrezisztenssé vált személynél valóban érdemes odafigyelni (ha a mennyiség már rendben van) az emésztés és felszívódás sebességére is, mivel alapesetben jórészt csak a GLUT-1 transzporterek csökkenthetik a vércukorszintet, és ezzel együtt az inzulinszintet, a glükóztranszport sebességének érdemi növekedésére nem lehet számítani a sejtek felé.

  • Ekkor van kiemelt szerepe a testmozgásnak, mivel az izomsejtben az izomaktivitás önmagában, inzulintól függetlenül is a GLUT-4 áthelyezésével jár, így a glükóztranszport inzulinrezisztenciában is fokozódhat (ráadásul a vázizomban erősebb is ez az inger, mint az inzuliné).

Mi a tanulság?

Elsősorban az, hogy az izom- és a zsírsejt is fel tudja venni a glükózt inzulin nélkül is (inzulin independens GLUT-1 transzportereken), mégpedig nagy affinitással, ami azt jelenti, hogy alacsony glükózszint mellett is. Az izomban ez jelentősebb, mint a zsírsejtben, ugyanakkor az izomsejtben korlátozott (a glikogénraktározás korlátja miatt), míg a zsírsejtben gyakorlatilag korlátlan.

  • A sok zsírt tartalmazó zsírsejtek számbeli növekedésre (hiperplázia) is képesek. A zsírsejtek differenciálódása differenciálatlan kötőszöveti sejtekből (szemben a sok évtizeden át uralkodó nézettel) az egész életen keresztül folyik (Fonyó, 2011).

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy inzulinszinttől és a bevitt tápanyag GI-étől függetlenül korlátlan volumenben képződhet zsír, ha magasabb a tápanyagbevitel, mint a szükséglet.

  • Mindegy, hogy a feleslegben bevitt glükózt a zsírsejtek magas inzulinszint mellett gyorsan, rövid idő alatt, vagy "lassú" szénhidrátokat fogyasztva, alacsony inzulinszint mellett (mert inzulinszekréció akkor is van, a vér mindenkori pillanatnyi glükózszintjének megfelelően), lassan, hosszabb idő alatt tárolják el. 20 kg zsír az 20 kg zsír, akkor is ha lassan, és akkor is, ha gyorsan szintetizálódott.

Mindebből arra a következtetésre juthatunk, hogy az inzulin nem a zsírtárolás volumenét szabályozza, hanem a sebességét. Vagyis, ha nem akarunk elhízni, akkor nem a tápanyagok GI-jét és a tápanyagbevitel időpontjait kell monitorozni, hanem az össz. tápanyagbevitel mennyiségét, mert magas inzulinszint és inzulintüskék nélkül is zsírban rakódik le a feleslegben bevitt tápanyag. Míg megfelelő mennyiségű táplálkozás mellett, a tápanyagfelvételkor így is, úgy is tárolódó zsír később felhasználásra kerülhet.

Kapcsolat: natstrength@gmail.com