Evoluční výhoda, kterou lidstvo nechalo daleko za sebou: Jak endokanabinoidní systém přispívá k obezitě

28. 2. 2020

Propletený řetězec nadbytku potravy, obezity, aterosklerózy a diabetu 2. typu, jehož výsledkem jsou dvě nejčastější příčiny úmrtí – kardiovaskulární a onkologická onemocnění, je fenoménem, který aktuálně nejvýrazněji ovlivňuje zdravotní stav populace v rozvinutých zemích. Jak je ovšem vůbec fyziologicky možné, že lidé dokáží dlouhodobě konzumovat více potravy, než zrovna potřebují, a soustavně si tak poškozují zdraví? Neodporuje tento jev dokonce evolučním principům? Se zajímavou hypotézou zahrnující do této problematiky endokanabinoidní systém přišli neurovědci z francouzského Národního ústavu zdraví a lékařského výzkumu (INSERM).

Inzerce

Formovala nás starší doba kamenná

Mnoho z nás již patrně slyšelo o tom, že od té doby, co se lidé v neolitu začali věnovat zemědělství, to s výživou člověka a jeho zdravím šlo „od desíti k pěti“. Ačkoliv se jedná o velkou historickou zkratku, na niž se nabaluje řada pavědeckých „paleo“ informací, jádro má racionální – v životě člověka skutečně došlo k velké změně.

Od dob prvních předchůdců člověka (cca 4 miliony let př. n. l.) do rozšíření zemědělství (okolo 10 000 př. n. l.) se lidé živili dominantně lovem a sběračstvím. Pokud bychom si tento úsek zanesli na časovou osu od australopitéka po dnešního člověka, zabíral by její většinu. Během takto dlouhého období člověk žil a vyvíjel se v podmínkách nepravidelně se střídajícího dostatku až nadbytku potravy a období nedostatku. A tak jako u jiných druhů i na něj působil tlak prostředí, který upřednostňoval určité vlastnosti, jež pomáhaly zachování druhu. Právě schopnost hospodaření s energií byla jedním z faktorů, kde evoluce lidského druhu zanechala významné stopy.

Dlouhodobá a krátkodobá energetická homeostáza

Energetickou homeostázu ovlivňují dva fyziologické systémy. Jeden zajišťuje okamžitou odpověď organismu na aktuální nedostatek energie, vyvolává pocit hladu a po příjmu potravy a doplnění energie přestává být aktivní. Odpovídá tedy na aktuální vnitřní stav organismu, a francouzští vědci jej ve své práci proto označili jako systém energetické endostázy.

Kvůli střídání dob hojnosti a nedostatku se však u člověka (a nejen u něj – nacházíme jej téměř u všech obratlovců) vyvinul systém zásob energie v podobě tuku. Není závislý na aktuálních potřebách a nárůst glykémie či lipidémie jej neutlumí, právě naopak. V době dostatku podporuje větší příjem potravy, než je nutné pro zabezpečení všech aktuálních funkcí organismu. Protože tento systém odpovídá především na vnější podmínky, je nazýván exostatický.

Tlak prostředí, i díky zvětšování lidských společenství a snižování hojnosti přírodních zdrojů, postupně vedl k tomu, že se v populaci zvýšil počet osob se spíše exostatickým fenotypem. V době dostatku nebyl takový člověk nijak zásadně znevýhodněn; potřeboval si sice sehnat o něco více potravy, ale stále se hodně pohyboval a obézní se všemi důsledky pravděpodobně nebyl. Navíc mohl v obdobích nedostatku čerpat z tukových zásob. Oproti tomu člověk s fenotypem spíše endostatickým prosperoval výhradně v době dostatku, kdy mu navíc stačilo méně potravy k nasycení. V obdobích nedostatku byl ovšem méně odolný a méně se rozmnožoval. Aby se tedy lidské společenství uživilo za přiměřeného výdeje energie a zároveň prosperovalo v dobách chudších, udržoval se v populaci určitý poměr endo- a exostatického fenotypu.

Změnu přinesla mladší doba kamenná

S narůstajícími kognitivními schopnostmi, osvojením si dovedností v zemědělství a dalšími vymoženostmi neolitické revoluce si člověk postupně začal své životní prostředí přizpůsobovat. Usadil se, přestal se tolik pohybovat, naopak začal vykonávat stereotypnější manuální práce. Prostředí a přísun zdrojů energie se v porovnání s dobou lovců a sběračů výrazně stabilizovaly. Stále však docházelo k výkyvům, objevovala se chladná a vlhká období spojená se zkázou úrody, propukávaly epidemie a fyzické práce bylo v porovnání s dnešní dobou výrazně více. Endo- i exostatický fenotyp měly proto stále své místo v udržení lidské populace.

Exostatický fenotyp v době moderní

Až s vynálezem elektřiny, průmyslového zpracování potravin a sofistikovaných konzervačních a chladicích technik v posledních 200 letech již lidé ve vyspělých státech nejsou sužováni dlouhými obdobími nedostatku zdrojů energie. Výjimkou byly pochopitelně extrémní situace, které přineslo 20. století i do vyspělých zemí.

Exostatický fenotyp je fyziologické uspořádání, jež se dnes stává patologickým. Kdysi evoluční výhoda neměla možnost tak rychle se přizpůsobit konstantnímu dostatku energie, v němž dnes lidé ve vyspělých zemích žijí. Trojice neurovědců upozornila, že evolučně tak starý systém je u moderního obézního člověka skutečně obtížné překonat pouze vůlí a neměli bychom tak pohlížet spatra na osoby, jimž se tukové zásoby nedaří redukovat.

Endokanabinoidní systém a tvorba zásob

Ve své práci autoři propojují exostatický systém se systémem endokanabinoidním, konkrétně potom s funkcemi receptorů CB1. Intenzivní výzkum endokanabinoidního systému probíhá od 90. let 20. století. Základní popis a nástin fungování tohoto komplexního a téměř ubikvitérního systému jsme popsali v předchozích článcích.

Provedeno již bylo množství fyziologických a farmakologických experimentů. Znalosti o systému přinesly jak in vivo experimenty s geneticky modifikovanými myšmi nebo se syntetickými látkami charakteru agonistů či antagonistů receptorů CB, tak také klinický výzkum medicinálního konopí nebo informací nastřádaných o rekreačním užívání rostlinných kanabinoidů. Výzkumy potvrdily, že endokanabinoidní systém mimo jiné reguluje hospodaření organismu s živinami a energií. Postupně se zjistilo, že téměř každý jednotlivý proces, který přispívá k tvorbě a udržování energetických zásob v podobě tukové tkáně, je spojen s funkcí endokanabinoidního systému a je jím stimulován. Stručný přehled těchto procesů uvádí tabulka níže.

Tab.  Co se děje po aktivaci receptorů CB1 v jednotlivých orgánech či systémech

Orgán/orgánový systém/proces

Děje po aktivaci receptorů CB1

Oko

zlepšení vidění při horších světelných podmínkách

Čichové buňky

zlepšení vnímání čichových vjemů

Chuťové buňky

zlepšení vnímání sladké chuti

CNS (ncl. accumbens, VTA, hypothalamus)

ovlivnění potravního chování: modulace dráhy odměny, posilování odměňujících vlastností potravy, stimulace příjmu potravy, překonání a oddálení pocitu sytosti, necitlivost k anorexigenním signálům (např. k leptinu), podpora orexigenních signálů (např. sekrece ghrelinu), snížení anxiety, bolesti a strachu (zvýšení šance na nalezení potravy)

GIT

detekce přítomnosti tuku v dutině ústní, preference potravin bohatých na tuk, snížení motility a zvýšení absorpce živin, zpomalení vyprazdňování žaludku, interakce s mikrobiomem

Játra

stimulace syntézy mastných kyselin, stimulace glukoneogeneze

Tuková tkáň

preference diferenciace do bílých tukových buněk, zvýšení vstřebávání mastných kyselin do adipocytů zvýšením aktivity lipoproteinové lipázy, adipogeneze v bílých tukových buňkách, potlačení lipolýzy a β-oxidace, potlačení aktivity hnědé tukové tkáně (potlačení termogeneze)

Pankreas

stimulace sekrece inzulinu, apoptóza β-buněk

Kosterní svalstvo

potlačení absorpce a utilizace glukózy, inzulinová rezistence, snížení funkce mitochondrií (snížení oxidativního metabolismu, produkce ATP)

Sympatický nervový systém

potlačení aktivity a vlivu sympatiku na procesy vedoucí k získávání a přímé spotřebě energie

Pozn.: ATP – adenosintrifosfát, CNS – centrální nervový systém, GIT – gastrointestinální systém, ncl.nucleus, VTA – ventrální tegmentální oblast.

Závěr

Epidemiologické studie přinášejí důkazy o tom, že obezita je rizikovým faktorem pro vznik srdečně-cévních i nádorových onemocnění. Jaké jsou však rizikové faktory obezity, které člověk nemůže ovlivnit? A které systémy se v organismu podílejí na udržování začarovaného kruhu obezity? Na tyto otázky dosud nemáme uspokojivé odpovědi. Hypotéza francouzských neurovědců dává do souvislosti endokanabinoidní systém a hospodaření s energií v organismu a vypadá to, že další výzkum tohoto systému by mohl přinést důležité poznatky.

(jam)

Zdroj: Piazza P. V., Cota D., Marsicano G. The CB1 receptor as the cornerstone of exostasis. Neuron 2017; 93 (6): 1252−1274, doi: 10.1016/j.neuron.2017.02.002.



Štítky
Farmacie Neurologie Praktické lékařství pro dospělé Revmatologie Farmaceutický asistent
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se

VIRTUÁLNÍ ČEKÁRNA ČR Jste praktický lékař nebo pediatr? Zapojte se! Jste praktik nebo pediatr? Zapojte se!

×