Přibírají lidé i zvířata
Na strmém nárůstu počtu obezních lidí v průběhu uplynulých 50 let, který si vysloužil pojmenování "globální epidemie obezity", je zajímavé to, že podobný trend kopírují i další živočišné druhy. A ještě zajímavější na tom je, že se to týká i zvířat, u nichž složení stravy, její dostupnost a fyzická aktivita se desítky let prakticky nezměnily. To vede logicky k úsudku, že lidské i zvířecí směřování k nadváze má nějaký společný základ. Této představě nahrává dva roky stará studie amerických vědců, která v přemíře informací poněkud zapadla. Možná proto, že ji vědci nazvali „Kanárci v uhelných dolech“. Ve skutečnosti si všímá primátů a hlodavců, které vědci používají ke svým pokusům. Tedy zvířat, s nimiž žijí v takříkajíc společné domácnosti. Studie zjišťovala zdravotní stav zvířat ze stejného prostředí jako lidé a porovnávala ho s neduhy vrstevníků žijících od lidí dál. Samozřejmě, že stranou zájmu nezůstala ani zvířata domácí - psi a kočky. Celkem šlo o 24 populací, zahrnujících 8 živočišných druhů. I když vědce původně zajímalo šíření virových chorob, brzo zjistili poněkud deprimující souvislosti. Například tu, že i když jsou zvířata krmena stejnou potravou po celá desetiletí, dochází u těch, co se pohybují v blízkosti lidí k významnému nárůstu jejich tělesné hmotnosti. Právě tento poznatek se stal dánskému kolektivu vědců vodítkem a začali hledat společného jmenovatele. Pátrali po něčem, co by zasahovalo do regulace energetické bilance. Upnuli se na dost absurdní myšlenku, že by na vině mohl být oxid uhličitý. Argumentují tím, že jeho koncentrace se během posledních dvou milionů let prakticky neměnila a držela se v rozmezí mezi 180 - 280 p.pm. K výraznější změně došlo až nyní s nástupem industrializace, kdy hodnoty rychle poskočily na 400 p.pm (viz graf). To jinými slovy řečeno znamená, že parciální tlak CO2 se v průběhu minulého století zvýšil o téměř 40 %. A protože z fyzikálního hlediska platí, že rozpustnost plynu je přímo úměrná jeho parciálnímu tlaku nad rozpouštědlem, můžeme z toho odvodit, že živočichové mají v tělesných tekutinách rovněž o 40 % více CO2.
Kyselejší krev i mok
I když krev má pufrovací schopnost, více oxidu uhličitého v krvi přece jen vede k nárůstu její kyselosti. V tělech máme brzdu která, když vypijeme něco kyselého, dokáže případný exces v krvi eliminovat. Starají se o to ledviny. Jenže se ukázalo, že korekci pH zvládají jen částečně. Z toho vědci vyvozují, že když se nám okyseluje krev, musí se to odrážet i v mozkomíšní tekutině, kterou tím pádem máme také o něco kyselejší, než jsme měli před sto lety. Skutečná situace v našich tělech prý může být ještě výraznější, než s jakými čísly ve výpočtech operují. Prý proto, že si osvojujeme způsob života, v němž většinu času (ve vyspělých kulturách už to je 80 – 90 %), trávíme v interiérech a těch jsou koncentrace CO2 pochopitelně ještě vyšší, než co ukazují grafy pro atmosféru.
Zvyšování kyselosti krve po vdechování vyšší koncentrace CO2 je doloženo celou řadou dřívějších studií, jak u lidí, tak u zvířat. Ty z pokusů, které trvaly týdny, rovněž podaly svědectví o tom, že nižší pH se udržuje v průběhu celé doby vdechování vyšší koncentrace CO2. Což se bere jako důkaz, že ledviny navozenou acidózu dlouhodobě kompenzovat nezvládají.
Může oxid uhličitý přivodit obezitu?
Některé indicie nasvědčují, že by tomu tak mohlo být. Hypotalamus totiž nejsou jen buňky specializované pro řízení pocitu blaha a libida. Je to také sídlo odkud se diriguje pocit hladu. Zakopaný pes by v tomto případě měl být v buňkách produkujících orexiny - označované jako orexinové neurony. Dlouho se o nich nevědělo, protože jich je málo a tvoří jen ostrůvky na vnější zadní straně hypotalamu. Zvláštní jsou tím, že jsou přehnaně citlivé na změny pH. Mohlo by ale jejich chování změnit současný nárůst atmosférického CO2? Odpověď nabízejí jednoduché počty. Když údaje koncentrace oxidu uhličitého přepočítáme na pokles pH krve, tak to za posledních sto let představuje změnu pH o jedno procento. Když se takové změně vystaví neurony pokusných zvířat, tak se to na jejich neuronální aktivitě projeví. Mluvou neurologů například pokles pH o 0,05 přivodí buňkám vyšší „firing rate“, tedy rychlost palby, kterou se měří neuronová aktivita, o 50 %. Dánové z toho prostou aproximací vyvozují, že pokles o 0,1 pH by měl podle stávajících poznatků vést k nárůstu neuronální aktivity orexinových neuronů o sto procent.
Své úvahy o možném vlivu CO2 na obezitu vědci opírají i o další poznatky. Například u nemocných s poruchami spánku. I u těch se totiž jedná o záležitost orexinových neuronů. Aktivita těchto mozkových buněk se projevuje nejen na stavu bdělosti, ale v případě nedostatku spánku zajišťují pokles hladiny leptinu, hormonu „sytosti“ a nárůst hladiny ghrelinu, majícího na svědomí pocit hladu. Jde o hormony zasahující do metabolismu a hospodaření s energií.
Do mozaiky vytvořené dánskými vědci pozoruhodně zapadají i souvislostí mezi CO2 a energetickým metabolismem u nemocných narkolepsií. Za jejich náhlým usínáním, třeba uprostřed řeči, je porucha autoimunity projevující se napadáním vlastních orexinových neuronů. Jejich úbytek pak vede k nízké hladině leptinu, který jakoby spouštěl „energetický spořič“. Tělo pak škudlí a vydává méně energie všude, kde to jen jde. Výsledkem je paradox - ačkoli lidé postižení narkolepsií jedí často méně než jejich vrstevníci, stejně jsou z nich časem osoby obézní. Podobně se zřejmě na nás podepisuje i nedostatek spánku. Ukazuje se, že orexinové neurony v hypotalamu toho mají pod palcem opravdu hodně – od stavu bdění, ovlivňování sympatických nervů a pocitů sladké odměny, až po stimulaci center adrenokortikotropních hormonů. Právě ty jsou jejich prodlouženou rukou, která zvyšuje produkci kortizolu v ledvinách s následným efektem růstu apetitu a ukládání tuku ve spodních tělních partiích, zkrátka „hruškovatěním“ postavy. Průvodními znaky jejich přehnané neuronální aktivity jsou kromě přírůstku na váze také krátký spánek a chronický stres.
Předpokládá se, že se tento počet se za pouhé čtyři roky již zdvojnásobil. 65 % populace dnes žije v zemích, kde tato epidemie má na svědomí více lidských životů, než podvýživa.
V loňském roce se počet dětí s nadváhou přiblížil 43 milionům.
Úvaha, že nárůst CO2 vede k poklesu pH krve a ten že navozuje-li vyšší aktivitu orexinových neuronů v hypotalamu je poněkud svérázná, nicméně se jí nedá upřít snaha o logické vysvětlení toho, co se šíří jako epidemie a s čím si nevíme rady. Na ověření svých předpokladů provedli vědci narychlo pokus. Zlákali k němu šest mladých mužů a porovnávali jim metabolické procesy za normálních okolností a následně po sedmi a půl hodinách v komoře, kde jim „naordinovali“ zvýšené koncentrace oxidu uhličitého (8000 p.pm CO2). Aniž by to pokusné osoby tušily, že jde o součást testu, měly k dispozici jídlo ad libitum. Těžko říci, zda pozorovaný nárůst konzumace o 6 % je dostatečným potvrzením platnosti nové teorie. Rozdíl vzhledem k malému rozsahu souboru není statisticky průkazný, nicméně posun v očekávaném směru tu je. Za naší, a nejen naší nadváhou možná je zvýšený pocit hladu a snaha organismu spořit energii, přičemž viníkem by podle Dánů měl být nárůst koncentrace CO2.
Poznámka: Při čtení odborných textů narazíte v některých článcích na termín orexiny v jiných na hypokretiny (hypocretiny). Jde ale o dva názvy pro tutéž věc. Přihodilo se to tím, že stejnou dvojici neuropeptidových hormonů objevily v potkaních mozcích dva vědecké týmy současně a každý si je pojmenoval po svém. Z piety k oběma se systému začalo říkat orexin-hypokretinový systém. V podstatě se tím myslí buňky, které dvojici hormonů produkují a také účinky těchto peptidů na další mozkové buňky, které mají pro příjem těchto signálů receptory. Než se v tom udělá pořádek, budeme se asi nějakou dobu setkávat při čtení článků popisujících děje v hypotalamu, jak s termíny orexin-A a orexin-B, tak se pojmy hypocretin-1 a hypocretin-2. Budeme si ale pamatovat, že to jsou tytéž krátké molekuly peptidů, přičemž jednu tvoří 33 a druhou 28 aminokyselin a že obě dokážou mluvit do toho, kolik si toho budeme nakládat na talíř.