Jak jistě víte, jako lidé se řadíme mezi teplokrevné (homoiotermní) organismy. To znamená, že pro zachování homeostázy neboli rovnovážného stavu vnitřního prostředí našeho organismu potřebujeme udržovat tělesnou teplotu kolem 37 °C. Relativně konstantní teplota je nutná pro činnost našeho metabolismu a je také zodpovědná za správnou funkci našich enzymů.
Enzymy v našem těle fungují správně při teplotách kolem 37 °C.
Nad 40 °C dochází k poruchám jejich činnosti a nad 60 °C
začíná většina savčích enzymů nevratně denaturovat.
Jak naši tělesnou teplotu udržujeme
Tělesná teplota je ovlivněna příjmem, produkcí a výdejem tepla. Její regulace je založena na principu negativní zpětné vazby, kde našim nejdůležitějším regulačním centrem je hypothalamus v mozku. Hypothalamus vyhodnocuje signály z tzv. termoreceptorů a na základě informací z nich ovlivňuje produkci a výdej tepla v našem těle. I když se teplota na periferii může lehce měnit podle okolního prostředí, ve kterém se nacházíme, teplota tělesného jádra zůstává stále stejná.
Díky intenzivnímu metabolismu jsou játra nejteplejším orgánem v lidském těle. Jejich teplota se pohybuje mezi 40 - 41 °C.
Co ovlivňuje produkci tepla v našem těle
Skoro polovina všech kalorií, které "spálíme", se podílí na udržení teploty našeho tělesného jádra!
Bazální metabolismus - v klidu je více než polovina tepla produkována ve vnitřních orgánech.
Termogenní efekt potravy (TEP) - největší vliv na produkci tepla ze všech makronutrientů mají bílkoviny.
Hormony - zrychlují metabolismus (např. adrenalin, noradrenalin, tyroxin atd.).
Svalová aktivita - při námaze může podíl svalové aktivity na produkci tepla stoupnout až k devadesáti procentům.
Termogeneze v hnědé tukové tkáni - takzvaná chemická netřesová termogeneze.
Když je nám zima, naše tělo se snaží produkovat teplo pomocí takzvané třesové termogeneze. Každý to jistě známe nejčastěji ve spojitosti s tím, když je nám chladno. Třes se ale také může objevit u jiných stavů (například při horečce nebo po chirurgickém zákroku). Tento třes, když cítíme zimu, dokáže zvednout endogenní produkci tepla až o 500 %! Teď si představte, kolik kalorií při tom spálíte. Jenže to má jeden háček - nikdo z nás to nemá asi moc rád.
Naštěstí pro nás je naše tělo schopné se velmi rychle adaptovat na vnější podněty a platí to i pro chlad. To znamená, že po nějaké době si na chlad zvykneme a přestaneme se třást, ale naše tělo bude pokračovat ve spalování kalorií, aby udrželo stále stejnou tělesnou teplotu. Tomuto typu produkce tepla se říká netřesová termogeneze a je způsobena především hnědou tukovou tkání.
Hnědá tuková tkáň
Obecně můžeme rozdělit naši tukovou tkáň na dva typy, je to bílá a hnědá tuková tkáň. Velmi zjednodušeně si můžeme říct, že bílá je ta zlá a hnědá je naopak hodná. O té hnědé jsme si však ještě donedávna mysleli, že se vyskytuje jen u novorozenců, kteří nejsou schopni vytvářet teplo svalovým třesem jako dospělí. Díky pokročilejším zobrazovacím technologiím však nyní už víme, že se hnědý tuk vyskytuje v určité míře i u dospělých lidí a s přibývajícím věkem jeho obsah klesá. Nyní je hnědá tuková tkáň lákavým cílem vývoje nových léčiv a doplňků stravy na hubnutí.
Hnědou tukovou tkáň můžeme najít téměř u všech savců. Pomáhá hibernujícím zvířatům přežít zimní spánek. Velmi dobře je hnědý tuk prozkoumán u hlodavců.
Hnědá tuková tkáň se histologicky od té bílé liší větším počtem vakuol, cév a také mitochondrií s vyšším obsahem železa, díky čemuž se barví dohněda (odtud také pochází její název). U dospělých lidí ji najdeme hlavně podél páteře, kolem lopatek, nad klíční kostí a ledvinami.
Jak hnědý tuk funguje
Díky velkému počtu mitochondrií a bílkovině zvané UCP1 (uncoupling protein) dokáže místo tvorby energetických substrátů ve formě ATP přeměňovat přijaté kalorie na teplo.
Hnědý tuk můžeme ovlivnit
Dobrou zprávou pro nás je, jak ostatně dokazují mnohé výzkumy, že dokážeme hnědou tukovou tkáň v našem těle ovlivnit. Podle vědců můžeme tuto tkáň aktivovat vystavením se nižším teplotám, a to jak při akutní expozici, tak i při dlouhodobém pobytu v chladnějším prostředí. Při detekci hnědé tukové tkáně u lidí dokonce hraje roli i teplota místnosti, kde se právě nacházejí - v místnosti s nižší teplotou bychom obvykle našli vyšší míru metabolické aktivity hnědé tukové tkáně.
V jedné studii například došlo k nárůstu objemu hnědé tukové tkáně o 37 %. Účastníci tohoto experimentu byli vystaveni 6 hodin denně teplotám kolem 15,5 °C po dobu 10 dnů. Další třídenní studie ukázala, že při pobytu ve stálé teplotě 16 °C dojde k navýšení energetického výdeje o 140 kcal za den. Zajímavé také je, že obézní lidé mají nižší teplotu tělesného jádra přes den v porovnání se skupinou lidí s normálním BMI.
Benefity hnědé tukové tkáně
- zvyšuje energetický výdej
- podporuje hubnutí
- zlepšuje inzulínovou senzitivitu
- indukuje produkci adiponektinu a sirtuinů, které jsou často spojovány s dlouhověkostí
- pozitivně se podílí na hustotě kostí
Závěr
Hnědá tuková tkáň dlouho unikala naši pozornosti a její výskyt i u dospělých lidí je vědeckou komunitou přijímán teprve pár let. Zdá se, že bychom její potenciál mohli využít pro náš prospěch, protože její aktivace nabízí mnohé benefity v podobě zvýšeného energetického výdeje, zlepšení inzulínové senzitivity a mnoho dalších.
Když se pohybujeme ve vyhřáté místnosti, je hnědá tuková tkáň jen málo, nebo dokonce úplně neaktivní, ale pokud se vystavíme chladu, začne v ní probíhat opravdu intenzivní metabolismus, který překoná snad už jen náš mozek.
Jelikož metodika studií není jednotná a je jich pouze omezený počet, je nyní velmi těžké odhadnout optimální teplotu pro stimulaci hnědé tukové tkáně. Většina studií se však pohybovala kolem teploty 18 °C po dobu několika hodin denně.
Vědci odhadují roční úbytek váhy při pravidelné expozici teplotám kolem 18 °C
na 2 - 5 kilogramů díky zvýšené aktivaci hnědé tukové tkáně.
Neříkám, že byste měli mrznout, ale tyto důkazy jasně potvrzují další pozitivní účinky otužování na lidský organismus. Mezi vhodné formy patří postupné a rozumné vystavování se nižším teplotám, ať už ve formě ledových koupelí, sprch, nebo i prostého vypnutí topení v našich vyhřátých obydlích. Snížení teploty v našich domácnostech, klidně i jen o pár stupňů, bude pro nás prospěšné.
Podle statistik průměrná teplota v našich domech každý rok mírně stoupá.
Jen si však dejte pozor na zvýšenou chuť k jídlu, která se dostavuje jako kompenzační mechanismus na sníženou teplotu a mohla by výhody otužování negovat.
Zdroje:
1. Lean, Michael Ernest John. "Brown adipose tissue in humans." Proceedings of the Nutrition Society 48.02 (1989): 243-257.
2. Sturkenboom, Marieke GG, et al. "Physiological uptake of [18F] fluorodeoxyglucose in the neck and upper chest region: are there predictive characteristics?." Nuclear medicine communications 25.11 (2004): 1109-1111.
3. Milner, RACHEL E., L. C. Wang, and P. A. U. L. Trayhurn. "Brown fat thermogenesis during hibernation and arousal in Richardson's ground squirrel." American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 256.1 (1989): R42-R48.
4. van Marken Lichtenbelt, Wouter D., et al. "Cold-activated brown adipose tissue in healthy men." New England Journal of Medicine 360.15 (2009): 1500-1508.
5. Chiba, S., et al. "Evaluation of human brown adipose tissue using positron emission tomography, computerized tomography and histochemical studies in association with body mass index, visceral fat accumulation and insulin resistance." Obesity Reviews 7 (2006): 87.
6. van der Lans, Anouk AJJ, et al. "Cold acclimation recruits human brown fat and increases nonshivering thermogenesis." The Journal of clinical investigation 123.8 (2013): 3395-3403. 7. Wijers, Sander LJ, Wim HM Saris, and Wouter D. van Marken Lichtenbelt. "Individual thermogenic responses to mild cold and overfeeding are closely related." The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 92.11 (2007): 4299-4305.
8. Stanford, Kristin I., et al. "Brown adipose tissue regulates glucose homeostasis and insulin sensitivity." The Journal of clinical investigation 123.1 (2013): 215-223.
9. Grimaldi, Daniela, et al. "Evidence of a diurnal thermogenic handicap in obesity." Chronobiology international 32.2 (2015): 299-302.
10. Devlin, Maureen J. "The “Skinny” on brown fat, obesity, and bone." American journal of physical anthropology 156.S59 (2015): 98-115.
11. Lee, P., et al. "Cold-activated brown adipose tissue is an independent predictor of higher bone mineral density in women." Osteoporosis International 24.4 (2013): 1513-1518.
12. Imbeault, Pascal, Isabelle Dépault, and François Haman. "Cold exposure increases adiponectin levels in men." Metabolism 58.4 (2009): 552-559.
13. Qiang, Li, et al. "Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ." Cell 150.3 (2012): 620-632.
14. Bernhard, Molly C., et al. "Warm ambient temperature decreases food intake in a simulated office setting: A pilot randomized controlled trial." Frontiers in nutrition 2 (2015): 20.
