Odpowiedź na stres jest zaprojektowana w ten sposób, aby móc natychmiast wykorzystać rezerwy energii koniecznej do przeżycia w sytuacji zagrożenia. Kluczowym tutaj hormonem jest kortyzol należący do glikokortykosteroidów- jak sama nazwa wskazuje, hormon ten bierze udział w regulacji gospodarki glukozą, głównego paliwa energetycznego. Zaburzenia tej regulacji leżą u podstaw zaburzeń metabolizmu. W tym wpisie przyjrzymy się, jak kortyzol wpływa na metabolizm oraz jak zaburzenia metabolizmu wpływają na kortyzol.
Poziom glukozy we krwi zależy od stanu równowagi pomiędzy pojawieniem się glukozy w krwiobiegu po spożyciu posiłku zawierającego węglowodany a jej usuwaniem z krążenia i przechwytywaniem przez komórki. U zdrowych osób dużym wahaniom glukozy we krwi zapobiegają hormony. Zwyżka poziomu glukozy we krwi nasila wydzielanie insuliny, z kolei spadek poziomu glukozy aktywuje odpowiedź osi podwzgórze-przysadka- nadnercza i wydzielanie kortyzolu.
Oś podwzgórze-przysadka-nadnercza
W ostatnich latach jesteśmy świadkami rosnącej epidemii licznych zaburzeń o podłożu metabolicznym, w tym insulinooporności, otyłości, cukrzycy typu 2 oraz chorób, które na ich podłożu mogą się rozwinąć, jak nowotwory, choroby układu krążenia czy choroby autoimmunologiczne. Zaburzenia te pozostają w złożonej zależności przyczynowo-skutkowej z także rosnącą liczbą chorób rozwijających się na podłożu stresu.
Nasza odpowiedź na stres jest regulowana przez działanie osi podwzgórze-przysadka-nadnercza, której końcowym etapem jest wydzielanie przez nadnercza kortyzolu.
Dokładne działanie tego mechanizmu opisuję we wpisie: Wywołane stresem zaburzenia osi podwzgórze-przysadka-nadnercza
Kortyzol należy do głównych hormonów zaangażowanych w regulację paliw: zwiększa dostępność potencjalnych źródeł energii poprzez mobilizację glukozy, kwasów tłuszczowych i aminokwasów z magazynów energii- tkanki tłuszczowej, białek mięśni i glikogenu, a tym samym stymuluje wydatkowanie energii. Problem jednak może pojawić się wówczas, gdy działanie osi podwzgórze-przysadka-nadnercza zostaje zaburzone. SKutkować to może stanem funkcjonalnej hiperkortyzolemii.
Jak działa kortyzol?
Na poziomie układu nerwowego kortyzol działa anabolicznie, zwiększa apetyt oraz przyjmowanie jedzenia. Podwyższony poziom kortyzolu w sytuacji przewlekłego stresu nasila więc apetyt i spożywanie jedzenia o dużej gęstości odżywczej, co pozwala zgromadzić szybko dostępne zasoby.
Poza centralnym układem nerwowym kortyzol wywiera działanie głównie kataboliczne- nasila glukoneogenezę w wątrobie, hamuje wychwytywanie glukozy przez mięśnie, zwiększa poziom wolnych kwasów tłuszczowych we krwi poprzez nasilenie lipolizy tkanki tłuszczowej.
Spoczynkowe wydzielanie kortyzolu podlega regulacji sterowanej zegarem biologicznym- szczyt jego wydzielania przypada w ciągu 30 minut po przebudzeniu, a następnie stopniowo opada osiągając minimum tuż przed snem. Ta dzienna zmienność poziomu kortyzolu we krwi może też, przynajmniej częściowo, tłumaczyć zmieniającą się w ciągu dnia oporność na insulinę. Kortyzol bowiem nasila oporność na insulinę komórek efektorowych.
Wpływ kortyzolu na tkankę tłuszczową
Wpływ kortyzolu na tkankę tłuszczową zależy od miejsca: w tkance tłuszczowej podskórnej nasila lipolizę, czego efektem jest zmniejszenie ilości tkanki tłuszczowej, ale w tkance tłuszczowej trzewnej działa odwrotnie- sprzyja jej zwiększeniu. Adipocyty tkanki tłuszczowej trzewnej zawierają większą ilość receptorów dla kortyzolu w porównaniu do adipocytów tkanki tłuszczowej podskórnej. Dlatego pod wpływem nadmiaru kortyzolu nie dochodzi do zmniejszenia ogólnej puli tkanki tłuszczowej w organizmie, ale jej relokacji do jamy brzusznej i otyłości centralnej.
Kortyzol a insulina
Hormonem o najsilniejszym przeciwnym do kortyzolu wpływie na metabolizm jest insulina.
Nadmiar kortyzolu wywiera negatywny wpływ na wydzielanie insuliny, wrażliwość komórek na insulinę i tolerancję glukozy, ale sam w sobie nie jest przyczyną hiperinsulinemii.
Hiperinsulinemia jest efektem diety. Pod jej wpływem poziom glukozy we krwi obniża się, co może skutkować niedocukrzeniem (hipoglikemią). Niedocukrzenie powoduje aktywację osi podwzgórze-przysadka-nadnercza z funkcjonalną hiperkortyzolemią, a tym samym uruchamia mechanizm obronny, chroniący przed hipoglikemią mięśnie i inne kluczowe dla przeżycia w warunkach stresu organy.
Jeśli interesuje Cię temat niedocukrzeń i poznać zależność między niedocukrzeniami a zaburzeniami w obrębie osi podwzgórze-przysadka-nadnercza wraz z przykładami z praktyki, sprawdź to szkolenie: “Niedocukrzenia”
Oba hormony wywierają przeciwny wpływ na apetyt i przyjmowanie jedzenia, co odbywa się za pośrednictwem neuropeptydu Y (NPY) wydzielanego przez podwzgórze. Pobudza on apetyt i sprzyja jedzeniu, podczas gdy zahamowanie jego wydzielania działa odwrotnie. W jądrze łukowatym insulina hamuje, a kortyzol stymuluje ekspresję NPY, co przekłada się na wpływ obu hormonów na apetyt. Kortyzol ponadto hamuje transport insuliny przez barierę krew- mózg, co może tłumaczyć nasilony apetyt obserwowany np. u pacjentów poddawanym terapii glikokortykosteroidami.
Wpływ kortyzolu na tkankę tłuszczową i mięśniową
W obrębie tkanki tłuszczowej trzewnej kortyzol i insulina działają synergistycznie, co sprzyja otyłości centralnej– jest ona cechą zarówno zespołu metabolicznego, jak i zespołu Cushinga. Ta tkanka jest jednak mniej wrażliwa na lipogenne działanie insuliny niż podskórna, co może prowadzić do zwiększonego uwalniania wolnych kwasów tłuszczowych do krążenia. Te z kolei nasilają oporność na insulinę i przyczyniają do obniżenia zależnego od insuliny wychwytu glukozy przez mięśnie.
Mięśnie szkieletowe stanowią największy magazyn glikogenu- tuż po posiłku tam kierowane jest aż 80% glukozy znajdującej się we krwi. Natomiast klasycznym objawem przewlekłego stresu z wysokimi poziomami kortyzolu jest atrofia tkanki mięśniowej. To powoduje zmniejszony wychwyt glukozy z krwi przez mięśnie oraz mniejsze rezerwy zgromadzonego w nich glikogenu.
Jak nadmiar kortyzolu wpływa na metabolizm
W jaki sposób nadmiar kortyzolu wpływa na metabolizm, wiemy głównie z badań dotyczących zespołu Cushinga, czyli nadczynności kory nadnerczy.
Zarówno zespół metaboliczny, jak i zespół Cushinga łączy kilka cech wspólnych: otyłość brzuszna, oporność na insulinę, upośledzona tolerancja glukozy, cukrzyca typu 2, nadciśnienie tętnicze i hipertriglicerydemia.
Nadaktywność osi podwzgórze-przysadka-nadnercza powoduje stan funkcjonalnej hiperkortyzolemii u osób z zespołem metabolicznym.
Mimo to u większości tych osób poziomy kortyzolu we krwi pozostają w normie, a wydalanie kortyzolu z moczem jest podwyższone. Prawdopodobnie więc wydzielana jest zwiększona ilość kortyzolu, ale ulega on szybkiemu wydaleniu. Możliwe, że wynika to z nadaktywności komórek efektorowych dla kortyzolu.
Wpływ nadmiaru kortyzolu na insulinooporność
Przez wiele lat utrzymywał się dogmat, że insulinooporność jest pierwotnym czynnikiem etiologicznym w rozwoju otyłości, zespołu metabolicznego i cukrzycy typu 2 i wyprzedza pojawienie się hiperinsulinemii. Hiperinsulinemia wydawała się być wtórna stanowiąc mechanizm kompensujący oporność komórek obwodowych na insulinę. Aktualnie tak pojmowany związek przyczynowo- skutkowy wydaje się być niesatysfakcjonujący.
Jedna z nowszych koncepcji na temat przyczyn insulinooporności zakłada, że insulinooporność jest mechanizmem obronnym przed skutkami hiperinsulinemii (a tym samym niedocukrzeń). Podobne znaczenie może mieć wywołana hiperinsulinemią aktywacja osi podwzgórze-przysadka-nadnercza i stan funkcjonalnej hiperkortyzolemii. Ma ona osłabiać działanie insuliny i w ten sposób zapobiegać niedocukrzeniom.
Insulina z łatwością przechodzi przez barierę krew- mózg, dlatego bezpośrednio działa na hippokamp, podwzgórze i przysadkę. Przy prawidłowych ilościach insuliny nie dochodzi do aktywacji osi podwzgórze-przysadka-nadnercza, co chroni przed nadmiernym uwalnianiem kortyzolu. Ale mechanizm ten nie działa przy hiperinsulinemii: wówczas rośnie wydzielanie kortyzolu i powstaje stan funkcjonalnej hiperkortyzolemii.
Wpływ insulinooporności na kortyzol
Podobnie jak inne hormony steroidowe, kortyzol we krwi krąży w postaci związanej- w 80% z białkiem wiążącym kortyzol (CBG), w pozostałej części z albuminą. Efekt biologiczny wywiera jednak tylko kortyzol niezwiązany z białkami. Dlatego każda istotna zmiana ilości białek wiążących może zmienić dostępność i aktywność kortyzolu. Chroni to m.in. przed efektami gwałtownej zwyżki kortyzolu, ale też stanowi magazyn kortyzolu, który może zostać uwolniony w każdej chwili. Istotne zmniejszenie ilości białka wiążącego kortyzol stwierdza się u pacjentów z układowymi stanami zapalnymi, sepsą czy po zawale mięśnia sercowego. Dzięki temu rośnie ilość wolnego kortyzolu o działaniu przeciwzapalnym oraz regulującym metabolizm. Ale co ciekawe, także osoby z insulinoopornością mają obniżone poziomy CBG i podwyższone poziomy wolnego kortyzolu. Prawdopodobnie wynika to z przewlekłego zapalenia o małym stopniu nasilenia, którego źródłem jest insulinooporna tkanka tłuszczowa oraz bezpośredni wpływ insuliny.
Wnioski
Na nasz metabolizm wpływa nie tylko ilość energii spożywanej i spalanej, ale też hormony. O ile coraz lepiej znamy wpływ insuliny na metabolizm, tak mniej znany jest efekt kortyzolu, hormonu powszechnie kojarzonego ze stresem. Jeśli stres jest krótkotrwały, kortyzol może być naszym sprzymierzeńcem. Jeśli jednak znajdujemy się pod wpływem stresu na co dzień, może on mieć negatywny wpływ na nasz metabolizm, sprzyjać nadwadze i otyłości. Dlatego skuteczna terapia zaburzeń metabolicznych powinna skupiać się nie tylko na diecie w sensie ilości kalorii czy proporcji białka-tłuszcze-węglowodany, ale też brać pod uwagę te elementy diety czy stylu życia, które negatywnie wpływają na działanie osi pdwzgórze-przysadka-nadnercza i wywołują stan funkcjonalnej hiperkortyzolemii.
Jak tę wiedzę wykorzystać w praktyce wyjaśniam w prezentacji wideo: “Jak hormony wpływają na Twoją masę ciała i jak Ty możesz wpłynąć na hormony”
Jeśli podobał Ci się wpis i chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych wpisach na blogu, informacje o ciekawych projektach i atrakcyjnych rabatach wraz z porcją wiedzy na tematy związane ze zdrowiem i odżywianiem, zapisz się na newsletter:
Literatura:
1.Janssen, J.A.M.J.L. New Insights into the Role of Insulin and Hypothalamic-Pituitary-Adrenal (HPA) Axis in the Metabolic Syndrome. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 8178.
2.Torres S.J., Nowson C.A. Relationship between stress, eating behavior, and obesity. Nutrition. 2007;23:887–894.
