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

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

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.