Střevní bakterie dokážou přepnout tuk na spalovač kalorií

Co se děje, když střevní bakterie změní způsob, jakým tělo nakládá s tukem

To, co máte na talíři, neovlivňuje jen vaše trávení — určuje také to, co vaše tělo dělá s uloženým tukem. Nový výzkum na myších odhaluje překvapivý mechanismus, který by mohl změnit celý přístup k léčbě obezity.

Vědci zjistili, že specifická kombinace střevních bakterií a stravy chudé na bílkoviny dokáže přeměnit obyčejné tukové buňky na typ tuku, který energii spaluje. Místo dalšího omezování příjmu potravy by tak budoucí léčba mohla cíleně ovlivňovat signály uvnitř samotného těla.

Od zásobárny energie k vnitřnímu topení

Lidské tělo pracuje zhruba se dvěma typy tuku. Bílý tuk slouží jako zásobárna energie, zatímco hnědý nebo takzvaný béžový tuk energii přeměňuje v teplo. Právě tento druhý typ bývá označován za „hodný" tuk, protože aktivně pomáhá spalovat kalorie.

Vědci z City of Hope a Keio University prokázali, že střevní bakterie hrají klíčovou roli při přechodu od bílého k béžovému tuku — přinejmenším u myší krmených extrémně nízkoproteinovou stravou.

Za správných podmínek se klidný břišní tuk proměnil v aktivní, teplo produkující tkáň, která se chovala podobně jako při dlouhodobém vystavení chladu.

V tukové tkáni kolem třísel ošetřených myší vědci pozorovali, že tukové buňky náhle začaly produkovat proteiny, které se normálně objevují pouze tehdy, když má tělo chlad. Tuková tkáň se chovala jako jakési vnitřní topení.

Proč se správné střevní bakterie ukázaly jako nepostradatelné

Klíč nespočíval jen v dietě samotné, ale v bakteriích žijících ve střevech. Když výzkumníci stejnou nízkoproteinovou stravu podali myším chovaným ve sterilním prostředí bez střevní mikroflóry, efekt téměř úplně vymizel.

To byl výchozí bod pro pátrání: které bakterie produkují chemické signály způsobující, že se tukové buňky začnou chovat jinak?

Čtyři bakteriální kmeny jako základ změny

Z desítek kombinací lidských střevních bakterií výzkumníci nakonec vytipovali klíčovou skupinu čtyř kmenů, které společně vyvolávaly nejsilnější reakci. Maximální množství béžového tuku vzniklo pouze tehdy, když byly přítomny všechny čtyři.

• Všechny čtyři kmeny dohromady: zřetelný nárůst béžového tuku a zvýšené spalování.
• Jeden nebo více chybějících kmenů: efekt se z velké části rozpadl.
• Střevní mikroflóra „slabých" dárců: téměř žádná viditelná změna tukové tkáně.

U 25 zdravých dobrovolníků vědci zjistili, že přibližně 40 procent z nich mělo aktivní béžový tuk. Střevní mikroflóra těchto „nejlepších" dárců dokázala prostřednictvím transplantace nastartovat spalování tuku u myší, zatímco mikrobi od méně aktivních dárců tento efekt neměli.

Jak střeva komunikují s játry a tukem

Signály nezůstaly uzavřeny ve střevech. Při nedostatku bílkovin začaly bakterie produkovat více amoniaku — dusíkaté látky, která proudí přímo do jater přes vrátnicovou žílu.

V játrech způsobil amoniak zvýšenou produkci hormonu FGF21, který hraje roli v energetickém hospodářství při stresu, hladovění a chladu. Zároveň bakterie měnily složení žlučových kyselin — látek, které neslouží jen k trávení tuků, ale fungují také jako signální molekuly.

Střevní bakterie jako by „přečetly" složení stravy a přeložily ho do chemického vzkazu: „přepni tuk na spalovací režim".

Když vědci zablokovali enzym, pomocí něhož bakterie amoniak produkují, odezva FGF21 poklesla a béžovění tuku se zastavilo. Malé vzorky lidské jaterní tkáně pěstované v laboratoři reagovaly stejným způsobem — což naznačuje, že tento mechanismus není omezen jen na myši.

Co se přesně děje s tukem

U myší se část bílého tuku přeměnila na béžový během dvou týdnů a tento proces pokračoval ještě několik dalších týdnů. Pod mikroskopem i v genových měřeních připomínala tato tkáň tuk vystavený dlouhodobému chladu.

Jakmile dostala zvířata zpět stravu bohatou na bílkoviny, aktivita béžového tuku poklesla. Změna tedy nebyla trvalá — tělo se přepne zpět, jakmile podnět zmizí.

Záleželo také na věku, pohlaví a umístění tukové tkáně v těle. Ne každé tukové depot reagovalo stejně silně. Reakce byla výrazná, ale ne rovnoměrná.

Role nervů: kabeláž uvnitř tukové tkáně

Příběh nekončí u hormonů a žlučových kyselin. Všechny signály se nakonec sešly přímo v tukové tkáni, kde stimulovaly růst sympatických nervových vláken. Právě tato vlákna normálně zajišťují, že hnědý tuk začne při chladu intenzivněji spalovat.

Když výzkumníci tyto signální dráhy zablokovali, síť nervových vláken zeslábla a béžovění tuku se výrazně omezilo. Naopak podání léku, který tyto nervové dráhy přímo aktivuje, obnovilo velkou část spalování tuku — a to i bez plných mikrobiálních signálů.

Bakterie nevybudovaly žádný nový nervový systém. Jednoduše otočily hlasitost existujících nervových drah nahoru.

Zdravotní přínosy: víc než jen méně kilogramů

Myši na nízkoproteinové stravě přibíraly méně, měly nižší podíl tělesného tuku a lépe zpracovávaly cukr ve srovnání s kontrolními zvířaty. Když vědci navíc přidali vybrané střevní bakterie, různé krevní hodnoty se zlepšily ještě výrazněji.

• Nižší hladina cholesterolu
• Nižší hladina triglyceridů
• Méně známek poškození jater
• Téměř zachovaná svalová hmota a beztučná tělesná hmotnost

To naznačuje, že nešlo jednoduše o hladovění, ale o cílenou úpravu metabolismu. Zatím však zůstává nejasné, jaká část zdravotních přínosů pochází přímo z béžového tuku a jaká z dalších změn v těle.

Proč to zatím není dietní doporučení pro lidi

Dieta použitá v experimentech byla extrémní: pouhých 7 procent kalorií pocházelo z bílkovin, tedy přibližně o 60 procent méně než v kontrolní stravě. Pro lidi by tak nízký příjem bílkovin rychle vedl k deficitům a úbytku svalů.

Navíc předchozí pokusy nastartovat metabolismus pomocí probiotik v praxi často zklamaly. Lidská střevní mikroflóra, životní styl a strava se mezi lidmi výrazně liší, a proto jediný „kouzelný" bakteriální koktejl pravděpodobně nebude řešením.

Samotní vědci proto upínají naděje nikoli na přísnou bílkovinovou dietu nebo jednoduchou pilulku s bakteriemi, ale na léky, které nalezené signální dráhy napodobují. Mohlo by jít o přípravky, které:

• posilují produkci nebo účinek hormonu FGF21
• aktivují specifické receptory žlučových kyselin v tukových buňkách
• stimulují určité nervové dráhy v tukové tkáni

Co to znamená pro obezitu a budoucí léčbu

Nadváha zvyšuje riziko diabetu 2. typu, srdečně-cévních onemocnění i řady nádorových onemocnění. Dostupné léky na hubnutí přibývají, ale nesou závažné vedlejší účinky a ne u každého fungují stejně dobře.

Nová studie publikovaná v časopise Nature ukazuje, že tuková tkáň je mnohem pružnější, než se dlouho předpokládalo. Dokonce i v dospělosti může tuk přepnout z ukládání na spalování — pokud přijdou správné signály ve správný čas.

Dráha vedoucí ze střev přes játra do tuku a nervového systému se tak stává lákavým cílem pro nové terapie. Namísto nekonečného experimentování s dietami by bylo v budoucnu možné mnohem přesněji řídit chemické signály, které tělo samo přirozeně využívá.

Co si z toho odnést už teď

Kdo si toto přečte, nemusí okamžitě přecházet na téměř bezproteinový jídelníček. Pro lidi je dostatečný příjem bílkovin zásadní pro udržení svalů a regeneraci — zejména při hubnutí. Výzkum nicméně zdůrazňuje několik důležitých poznatků:

• Střevní mikroflóra hraje při regulaci hmotnosti a výdeji energie větší roli, než se běžně myslí.
• Rychlé změny ve stravě mohou mít nečekané dopady na hormony a tukovou tkáň.
• Hnědý a béžový tuk představují zajímavé cíle pro vývoj nových léků.

Praktická hodnota tohoto zjištění spočívá zatím především v hlubším pochopení: střeva, játra, tuk a nervový systém tvoří jeden propojený celek. Kdo v budoucnu dostane léčbu proti obezitě, možná nedostane klasické „dietní doporučení", ale terapii, která cíleně ladí tuto vnitřní komunikaci.

Do té doby zůstává kombinace pestré stravy, dostatečného příjmu bílkovin, pohybu a kvalitního spánku nejlépe prověřeným způsobem, jak udržet vlastní „vnitřní topení" v co nejlepší kondici.