Interlukina-6

Nowy pogląd na mechanizm spalania tkanki tłuszczowj

Niedawno na nagłówki prasy medycznej trafił niezwykły związek: stan zapalny i otyłość. Przyznacie, że raczej rzadko łączy się te dwa stany. Okazało się jednak, że komórki tłuszczowe wykorzystują ścieżki informacyjne systemu reakcji zapalnej do cichej walki z naszym ciałem.

Stan zapalny to reakcja organizmu na uszkodzenia, infekcje oraz wszystko, co organizm uznaje za obiekty drażniące lub obce (trujący bluszcz, drzazga, przeszczepiony organ, a nawet własny organ w przypadku schorzeń takich jak autoagresja komórek, toczeń rumieniowaty układowy czy reumatoidalne zapalenie stawów). Uszkodzone komórki wydają sygnały chemiczne, które przyciągają białe krwinki, które albo bezpośrednio atakują komórki uszkodzone lub obce, bądź oznaczają je jako "do usunięcia z organizmu" przez organy filtrujące (grasica, śledziona). Wiele z tych przekaźników chemicznych zaliczamy do cytokin. Spośród nich, uwagę naukowców zwróciła na siebie szczególnie cytokina o nazwie interleukina- 6 (IL-6).

Istotna dla zdrowia

IL-6 jest jedną z pierwszych cytokin w układzie sygnałowym reakcji zapalnych, stymulującą uwalnianie innych cytokin. Powszechnie uważano ją za cytokinę sprzyjającą stanom zapalnym, jako, że jest jedną z pierwszych odpowiedzi organizmu na taki stan. Jak to się często zdarza, im bliżej naukowcy przyglądali się IL-6, tym bardziej przekonywali się, jak niewiele o niej wiedzą.
Oprócz działania pro-zapalnego, IL-6 ma też pewne działania przeciwzapalne. Na przykład, gdy ciało uzna, że rozpoczęła się infekcja, IL-6 wzmaga reakcję immunologiczną wobec atakującego obiektu (niezależnie od tego czy jest to bakteria, czy też pocisk). Niegdyś uważano, iż jest to jedyna fizjologiczna funkcja IL-6, jednak ostatnio stwierdzono, że różne komórki w różny sposób reagują na cytokinę (IL-6) zależnie od typu tkanki, a nawet stanu metabolicznego. IL-6 stymuluje także wydzielanie substancji przeciwzapalnych takich jak IL-1Ra.
Nie jest niczym zaskakującym, że ciało stara się utrzymać w równowadze systemy tak ważne dla jego funkcjonowania jak układ immunologiczny/przeciwzapalny. Jeśli system odpornościowy jest przeciążony (może się to zdarzyć w wyniku przetrenowania, zbyt raptownej utraty wagi, stosowania kortykosterydów, nowotworu, AIDS lub po prostu procesów starzenia), ciało staje się podatne na różne choroby i infekcje, w tym choroby wirusowe, sepsę i niektóre odmiany nowotworów.
To, że system immunologiczny działa ponad normę, nie musi koniecznie oznaczać, że nasze ciało również ponad normę jest chronione, ponieważ nie da się tego zjawiska porównać do nakładania kolejnych warstw ubrania. System immunologiczny można raczej przyrównać do wściekłego tłumu, który w chwili przepracowania szuka sobie ofiary, którą często może się stać sam organizm - Twoje ciało! Tak właśnie dzieje się w przypadku wystąpienia chorób polegających na autoagresji, z których wiele jest dobrze znanych przeciętnemu człowiekowi, choć zwykle nie wie on, iż ma właśnie do czynienia z przykładem reakcji autoimmunologicznej. Kilka z ich odmian to właśnie przykłady takiej reakcji: reumatoidalne zapalenie stawów, toczeń rumieniowaty układowy, zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa, a także takie choroby jak cukrzyca typu I, stwardnienie rozsiane oraz niektóre z rodzajów zaburzeń pracy tarczycy.

Najciekawsze z punktu widzenia osób ćwiczących

Działanie systemu immunologicznego jest trudne do zrozumienia, nawet gdy przebiega prawidłowo. Naukowcy obserwują ów system z wielkim zainteresowaniem, doszukując się w nim możliwych sposobów leczenia wielu chorób dotykających dziś ludzkość.
Mają nadzieję, że wiele z tych chorób da się powstrzymać i wyleczyć poprzez stymulowanie działania własnego systemu odpornościowego. Być może organizm będzie w stanie własnymi, odpowiednio tylko pobudzonymi siłami zwalczać lub naprawiać komórki nowotworowe, infekcje wirusowe, takie jak zapalenie wątroby czy HIV, problemy autoimmunologiczne lub to, co najbardziej interesuje osoby trenujące fizycznie - otyłość.
Od momentu odkrycia komórki tłuszczowe (tak zwane adipocyty) były uważane za pasywne miejsca składowania zapasów energetycznych, pozwalających naszym przodkom przetrwać okresy głodu. Jednak okazało się, że komórki tłuszczowe posiadają możliwość komunikacji za pomocą systemu hormonalnego i sygnałów chemicznych tak, by pomagać w utrzymaniu równowagi energetycznej organizmu. Odkrycia ostatnich 25 lat sprawiły, że na komórki tłuszczowe zaczęto patrzeć jak na organ endokrynologiczny (dokrewny). Najprościej zrozumieć efekty działania hormonów, takich jak leptyna. Hormon ten podróżuje do mózgu, sygnalizując ilość nagromadzonego tłuszczu zapasowego. Gdy, z powodu nagromadzenia dużej ilości tłuszczu, poziom leptyny jest wysoki, mózg reaguje na to, ograniczając apetyt i zwiększając metabolizm. Gdy poziom leptyny jest niski, w związku z niską zawartością tłuszczu w organizmie, mózg zwiększa apetyt i obniża metabolizm. To sprawia, że osoby z niskim poziomem tego hormonu zaczynają więcej jeść i gromadzić tłuszcz. Odkrycie to odbiło się szerokim echem w świecie nauki, dając nadzieję na stworzenie skutecznego leku do walki z otyłością. Według oczekiwań, podawanie ludziom otyłym leptyny może doprowadzić do ich schudnięcia. Niestety, leptyna nie spełniła pokładanych w niej nadziei, jako że większość ludzi otyłych ma jej wystarczająco dużo w organizmie, by wywołać sygnał do chudnięcia. Są jednak w stanie sygnał ten świadomie zignorować.
U progu nowego wieku opublikowano szereg interesujących badań, opisujących inne przekaźniki używane przez komórki tłuszczowe do komunikacji z odległymi organami ciała (np. mózgiem) pobliskich tkanek i komórek (np. innych komórek tłuszczowych), a nawet do sterowania własnym działaniem (sygnały w obrębie pojedynczej komórki). Procesy te można nazwać funkcjami dokrewnymi, parakrynnymi lub autokrynnymi. Wszystkie te funkcje wykorzystują przekaźniki chemiczne do wpływania na metabolizm; podstawową różnicą jest rodzaj komórki będącej adresatem przesyłki, która może być daleko, blisko lub być nawet samą komórką wysyłającą. Wiele z przekaźników powiązanych z działaniem komórek tłuszczowych łączonych jest też z rozlicznymi schorzeniami takimi jak cukrzyca typu II, choroby układu sercowo - naczyniowego i otyłość. IL-6 wydaje się zajmować ważne miejsce w tych relacjach.

Wpływowy przekaźnik

Najwcześniejsze dane mówiące o cytokinach (a w szczególności IL-6) i komórkach tłuszczowych były dość mylące, a często wręcz sprzeczne. Naukowcy zauważyli, że stosunkowo wysoki poziom IL-6 we krwi, oznaka chronicznego, choć dość łagodnego zapalenia, powiązana jest z odpornością insulinową, otyłością i rozwojem cukrzycy typu II. Co więcej, IL-6 bezpośrednio stymuluje produkcję białek C-reaktywnych (CRP), markera powiązanego z rozwojem chorób układu krążenia i cukrzycą typu II.
Jednak pomimo wszelkich dowodów świadczących o powiązaniach podwyższonego poziomu IL-6 we krwi z otyłością, odpornością insulinową, cukrzycą typu II i chorobami sercowo - naczyniowymi, inne badania wykazują skuteczność IL-6 w redukowaniu komórek tłuszczowych i ogólnego poziomu tłuszczu w organizmie. Wstępne badania na zwierzętach wykazały, że myszy, którym wstrzyknięto IL-6 mają więcej wolnych kwasów tłuszczowych we krwi, co jest oznaką uwalniania tłuszczu zapasowego. Myszy, które urodziły się bez IL-6 w późniejszym okresie życia cierpiały na otyłość, którą jednak można było zwalczyć kuracją zawierającą Interleukinę-6. Wykazało to, że IL-6 odgrywa rolę w utrzymywaniu równowagi energetycznej, przynajmniej u gryzoni. Badania na ludzkich komórkach tłuszczowych wykazały, że IL-6 jest w stanie zwiększyć lipolizę (spalanie tłuszczu) o 26%. Produkcja leptyny zwiększa się w obecności kortyzolu, zaś wpływ insuliny na enzym lipazę lipoproteinową, która jest niezbędna do transportu tłuszczu z krwi do komórek tłuszczowych, został zredukowany. Po podaniu dorosłym ochotnikom IL-6 podniósł lipolizę o 50% jednocześnie podnosząc poziom kortyzolu i hormonu wzrostu.
Pomimo iż wielu naukowców nie uznaje ich za ostateczne, to jednak istnieją dowody pozwalające uważać IL-6 za jeden z potężnych przekaźników dających sygnał do redukcji tkanki tłuszczowej na poziomie autokrynnym lub parakrynnym (oddziałującym na tą samą lub pobliskie komórki). Jego moc nie może się równać właściwościom insuliny ani noradrenaliny (sygnalizatora nerwowego podobnego do adrenaliny), ale jest znacząca.

Wywoływanie reakcji zapalnej

IL-6 występuje w tkance tłuszczowej w o wiele większych ilościach niż we krwi. Szacuje się, że w tkankach tłuszczowych jest go aż 100 razy więcej! Mechanizm sygnałowy nakazujący produkcję i wydzielanie IL-6 jest złożony. Jednak znamy kilka czynników pozwalających wyjaśnić wewnętrzną relację pomiędzy stanem zapalnym a rozbijaniem tłuszczu.
Noradrenalina, pobudzający sygnalizator nerwowy, wspomaga spalanie tłuszczu przy użyciu takich produktów jak kofeina i efedryna, stymuluje reakcję zapalną w komórkach tłuszczowych, w której biorą udział między innymi IL-6 i TNF (czynnik martwicy guza). Co ciekawe, ilość produkowanego IL-6 zależy od rozmiaru komórki tłuszczowej - im większa komórka, tym większa produkcja, zaś te większe komórki pojawiają się zwykle w stanach chorobowych i przy otyłości. Przy wysokim lokalnym stężeniu IL-6, komórki tłuszczowe uwalniają swoją zawartość jako wolne kwasy tłuszczowe w ilościach wprost proporcjonalnych do rozmiaru komórki.
W komórkach tłuszczowych mają też miejsce inne reakcje, w tym reakcje sprawiające, że komórki tłuszczowe stają się odporne na insulinę. Poprzez blokowanie normalnej reakcji tych komórek na insulinę, mniejsza ilość tłuszczu z krwi jest przechwytywana i składowana, co ma chronić organizm przed gromadzeniem zbyt dużych ilości tłuszczu. Niestety ma to miejsce tylko w przypadku właściwej diety. Nieumiarkowane obżarstwo w dzień i mnóstwo słodyczy w nocy mogą doprowadzić system immunologiczny do przesterowania. Konsekwencją tego jest duża ilość wolnych kwasów tłuszczowych i IL-6 przedostających się do krwiobiegu.
W przypadku tłuszczu podskórnego nadmiar IL-6 i wolnych kwasów tłuszczowych przedostających się do krwiobiegu jest odpowiedzialny za spoczynkowy poziom IL-6. Prawdziwy problem dotyczy tłuszczu trzewnego (tego, który znajduje się w jamie brzusznej i otacza narządy wewnętrzne).
W tłuszczu trzewnym znajduje się o wiele więcej IL-6. Jest to ważne, gdyż oznacza, że 90% powiązanego z tłuszczem IL-6 pochodzi z tkanek włóknistych i naczyń krwionośnych wspierających ten układ. U ludzi otyłych komórki zapalne wydają się gromadzić w tłuszczu, co powoduje dalszą stymulację i tworzenie cytokin zapalnych. Sprawę dodatkowo pogarsza fakt, że tłuszcz trzewny przenika bezpośrednio do wątroby, zamiast być uwalniany do krwiobiegu.
Bardzo ważnym organem jest wątroba. Odgrywa ona kluczową rolę w sterowaniu ilością cukrów i tłuszczów w organizmie. Jest także miejscem produkcji wielu ważnych białek. Gdy duża ilość wolnych kwasów tłuszczowych dostanie się do wątroby przez żyłę wrotną (główny wlot krwiobiegu do wątroby), ta przerabia je na trójglicerydy i wysyła z powrotem do krwiobiegu, by mogły być przechwycone przez komórki tłuszczowe i inne pracujące tkanki (np. mięśnie). Jednakże nadmiar trójglicerydów w krwiobiegu może prowadzić do odkładania się płytki miażdżycowej, mogącej hamować przepływ krwi i prowadzącej do ataku serca lub zawału. Wątrobie szkodzi też nadmiar IL-6, mogący wywołać jej stan zapalny, powodując uszkodzenie komórek lub powstawanie blizn i ograniczając jej możliwości wątroby do reagowania na insulinę. Gdy wątroba stanie się odporna na insulinę, nie może odpowiednio zarządzać gospodarką cukrową w organizmie. Mózg dostaje sygnał o zbyt małej ilości cukrów we krwi, blokuje gromadzenie tego surowca i rozbija aminokwasy, by tworzyć nowe cukry, które potem pompowane są do krwiobiegu, w którym już jest właściwa lub nawet zbyt duża ilość cukrów. Normalnie proces ten jest blokowany przez wyrzut insulinowy towarzyszący posiłkom, jednak w sytuacji, gdy wątroba nie reaguje już prawidłowo na obecność insuliny, mięśnie są rozbijane w procesie pozyskiwania cukrów z aminokwasów, zaś te nowo stworzone cukry są wpompowywane do krwiobiegu pomimo faktu, iż właśnie nowe zapasy są dostarczane z trwającego posiłku.

Inne tkanki

IL-6, mimo iż powiązany z tłuszczem i chronicznymi chorobami, wywiera wpływ także na inne tkanki poza tłuszczową. IL-6 powstaje też w mięśniach szkieletowych, zaś wielkość tej produkcji w dużej mierze zależy od podejmowanych ćwiczeń. Badania nad komórkami i wykonane u ludzi poddanych kuracji IL-6 biopsje udowodniły, że ćwiczenia fizyczne są w stanie zwiększyć produkcję IL-6 aż stukrotnie. Produkcja IL-6 w mięśniach szkieletowych jest stymulowana przez skurcze mięśni oraz dopływ wapnia do komórek mięśniowych. Tempo produkcji IL-6 wydaje się być zależne od intensywności ćwiczenia, gdyż u wioślarzy podejmujących trwający 6 minut intensywny wysiłek stwierdzono dwukrotny wzrost poziomu IL-6 we krwi, podczas gdy u biegaczy długodystansowych poziom IL-6 nie wzrasta aż do zakończenia ćwiczenia. Co więcej, wykazano, że IL-6 wzrasta bardziej, gdy w organizmie jest mniej glikogenu, co sugeruje, że jedną z najlepszych metod na schudnięcie jest dieta nisko-węglowodanowa.
IL-6 nie tylko aktywuje rozbijanie tłuszczu podczas treningu, ale także podnosi tempo oksydacji tłuszczu (przerabiania tłuszczu na kalorie). W przeciwieństwie do innych tkanek, IL-6 nie wchodzi w reakcję z sygnałami insulinowymi, pozwalając ćwiczonym mięśniom pobierać z krwi cukry i aminokwasy. Inne tkanki wystawione na działanie IL-6 stają się odporne na insulinę (zostanie to omówione później). IL-6 może także działać w trenowanych mięśniach jako sygnał przeciwzapalny. Inna cytokina zwana czynnikiem martwicy guza (TNF) wywołuje odporność na insulinę w wielu tkankach, w tym w mięśniach szkieletowych. W obecności IL-6 produkcja TNF w tkankach znacznie spada. Ma to duże znaczenie, gdyż produkcja IL-6 i TNF jest stymulowana przez adrenalinę, której duże stężenie występuje w czasie ćwiczeń. Bez przeciwzapalnego działania IL-6 mięśnie szkieletowe stałyby się w wyniku ćwiczeń odporne na insulinę, co utrudniłoby ich odbudowę, uzupełnienie zapasów glikogenu i wchłanianie aminokwasów.
Mózg jest innym ważnym obszarem działania IL-6. Choć nie przeprowadzono jeszcze doświadczeń na ludziach, badania na zwierzętach wykazały, że podawanie IL-6 do płynu otaczającego mózg redukuje apetyt i prowadzi do utraty wagi. Jest więcej niż prawdopodobne, że taki sam mechanizm zadziała u ludzi, jako że stwierdzono już, iż u ludzi otyłych ilość IL-6 w płynie otaczającym mózg i rdzeń kręgowy jest niższa niż przeciętna.

Redukowanie i kontrolowanie IL-6

Nawet mimo tych wszystkich dowodów na to, że IL-6 zwiększa lipolizę i przyspiesza spalanie tłuszczów w mięśniach szkieletowych, pozostaje nam jeszcze odpowiedzieć na dwa pytania: czy niesie on same korzyści i jak kontrolować jego poziom?
Jasne jest, że nadmiar IL-6 w krwiobiegu i w wątrobie nie jest zbyt korzystny. Jednak IL-6 oddziałuje na komórki tłuszczowe. Zwiększając ilość uwalnianego tłuszczu, chroni mięśnie przed stanami zapalnymi, wspiera działanie insuliny i wzmaga spalanie tłuszczu, ogranicza apetyt i zwiększa metabolizm, wpływając na pewne obszary mózgu - oto korzyści. Teraz pora na drugie pytanie.
Zmniejszanie poziomu IL-6 krążącego w systemie jest kluczowe dla zdrowia, jako że jego obecność wiąże się często ze stanami chorobowymi, które skracają długość życia i pogarszają jego jakość (cukrzyca, choroby układu sercowo - naczyniowego, odporność na insulinę). Pamiętaj też, że stężenie IL-6 jest zauważalnie wyższe wokół mięśni i tłuszczu, więc korzystne dla zdrowia obniżenie jego ilości w krwiobiegu nie zakłóci procesu spalania tkanki tłuszczowej.
Poziom IL-6 zmniejsza się też u osób otyłych wraz ze spadkiem wagi, za sprawą ćwiczeń i diety (za sprawą samej diety w stopniu o wiele mniejszym), u ludzi wysportowanych i gdy węglowodany w diecie zastępujemy tłuszczami. Dieta ograniczająca ilość węglowodanów redukuje ilość CRP i TNF, dwóch innych czynników zapalnych, jednak poziom IL-6 pozostaje bez zmian. Pomóc może też wiele leków przepisywanych w długotrwałych stanach zapalnych (podniesiony poziom cytokin), w tym: rozyglitazon (TZD), statyny, aspiryna, inhibitory przemian enzymu angiotensyny i blokery receptorów angiotensyny. Ostatnio świat obiegła informacja, że jeden z TZD o nazwie Avandia nie tylko leczy, ale też zapobiega cukrzycy typu II. W połączeniu z informacją, że Avandia ogranicza też gromadzenie się tkanki tłuszczowej, wydaje się, że można wiązać z tym lekiem duże nadzieje.
Statyny, a szczególnie prawastatyny, są obecnie badane pod kątem zdolności do ograniczania chorób powiązanych z cytokinami. Zmniejszenie zachorowalności i śmiertelności poprzez kontrolowanie stanów zapalnych oraz dolegliwości związanych z cytokinami wywołanymi przez tłuszcz cieszy się teraz zainteresowaniem w laboratoriach na całym świecie.
Dla osób zainteresowanych oszacowaniem ryzyka wystąpienia u nich stanów zapalnych stworzono prosty współczynnik testowy nazwany białkiem C-reaktywnym. Jeśli jego poziom jest wysoki, może to oznaczać, że potrzebujesz większej ilości ćwiczeń (zalecany jest raczej intensywny trening siłowy niż aeroby o niskiej intensywności), zrzucić nieco tuszy, zastąpić węglowodany w diecie zdrowymi kwasami tłuszczowymi i porozmawiać ze swoim lekarzem na temat lekarstw wymienionych wyżej.
Choć IL-6 odgrywa niezwykle ważną rolę w procesie zarządzania gospodarką tłuszczową w organizmie, to jego poziom należy stale monitorować, gdyż jest w stanie wywołać szkody, mogące skrócić życie lub uczynić je znacznie mniej przyjemnym.]

Słowniczek:
 

• LIPAZA LIPOPROTEINOWA
  - enzym, który uwalnia kwasy tłuszczowe z komórek (chylomikronów), transportujących tłuszcz
• KORTYZOL
  - hormon, który powoduje rozpad tkanek, między innymi w celu uzyskania z nich energii lub zniszczenia uszkodzonych komórek. Jest bardzo ważny, gdyż eliminuje uszkodzenia tkanek wywołane mutacjami, jednak jego nadmiar wpływa negatywnie na wzrost masy mięśniowej.
• ADRENALINA
  - hormon "walki lub ucieczki" - zwiększa chwilowo możliwość do podjęcia większego niż zazwyczaj wysiłku fizycznego, wykazuje duże i zróżnicowane działanie na organizm człowieka.
• INSULINA
  - hormon, który transportuje substancje odżywcze do komórek.