Of þungum einstaklingum hefur farið fjölgandi á síðustu áratugum, sérstaklega á Vesturlöndum. Á sama tíma hefur tíðni ýmissa langvinnra sjúkdóma aukist og eru þeir farnir að ógna lýðheilsu vestrænna þjóða. Eru þetta sjúkdómar á borð við sykursýki af tegund 2, hjarta- og æðasjúkdóma, astma og ýmsar gerðir krabbameina. Hafa þessir sjúkdómar verið algengari hjá einstaklingum sem eru of þungir. Ekki er það þó algilt að einstaklingar með verulega líkamsfitu þrói með sér slíka sjúkdóma. Þannig eru sumir með verulegan fitumassa en með heilbrigða líkamsstarfsemi meðan aðrir fá þessa sjúkdóma með mun minni fitumassa. Síðastliðna áratugi hafa vísindamenn haft mikinn áhuga á að finna hvaða tengsl eru á milli fitumassans í líkamanum og myndunar annarra sjúkdóma. Einkennandi fyrir þann hóp sem þróar með sér þessa langvinnu sjúkdóma er að þeir hafa meiri fitusöfnuná efri hluta líkamans og sérstaklega kviðfitusöfnun. Þeir virðast samkvæmt ýmsum mælingum hafa meiri bólguvirkni í líkamanum og er hún líklegur orsakavaldur þeirra langvinnusjúkdóma sem tengjast aukinni líkamsþyngd. Mun ég skýra frá nokkrum tilgátum sem settar hafa verið fram um hvernig þessi bólguvirkni er tilkomin.
Fitufruman og boðefni hennar
Áður fyrr var litið á fituvefinn eingöngu sem geymslustað fyrir umfram orkuforða sem mátti sækja í þegar þröngt var í búi. Nú hefur fitufruman verið rannsökuð betur og hefur komið í ljós að hún er flókin að gerð og hefur margvíslega starfsemi aðra. Hún er byggð upp af þunnri umlykjandi frumuhimnu, í öðrum endanum er frumukjarninn en að öðru leyti er fruman full af fitu. Frumukjarninn er stjórnstöðin og þar verður framleiðsla margvíslegra efna. Fitufruman tekur þátt í stjórnun efnaskipta, hefur áhrif á inntöku hitaeininga og stjórnar geymslu fitunnar. Fundist hefur fjöldi boðefna og hormóna sem fitufruman myndar og seytir út í blóðrásina, eru þau kölluð adipokine.
Tvö þessara boðefna hafa verið mest rannsökuð, þau eru adiponectin og leptin. Leptin var fyrsta boðefnið sem fannst í fitufrumunni. Leptin hefur í gegnum beina stjórnun á undirstúku heilans (hypothalamus) áhrif á hversu mikillar fæðu er neytt og einnig áhrif úti í líkamanum á það hversu mikilli orku er eytt. Leptin hefur verið kallað sedduhormón líkamans. Magn leptins í blóði er í réttu hlutfalli við fitumassa líkamans. Til er afar sjaldgæfur genagalli þar sem leptin skortir, verða slíkir einstaklingar mjög feitir strax sem ungabörn. Leptin var þróað sem lyf fyrir þessa einstaklinga og við gjöf þess minnkaði fæðu inntaka þeirra, grunnefnaskiptahraði jókst og þeir léttust hratt. Áhrif leptins breytis thins vegar við aukna líkamsfitu. Stærri og fleiri fitufrumur framleiða meira leptin, styrkur þess í blóði hækkar stöðugt og líkaminn fer að mynda ónæmi fyrir virkni þess. Þannig hefur leptin sem lyf ekki hjálpað þeim fjölda einstaklinga sem eru of þungir heldur eingöngu þeim örfáu sem hafa meðfæddan skort á efninu. Ónæmi fyrir leptini helst oft í hendur við ónæmi fyrir insúlíni, hormóninu sem stjórnar noktun blóðsykursins. Adiponectin er annað boðefni fitufrumunnar sem einnig er vel rannsakað. Það eykur næmi vöðva og lifur fyrir insúlíni, það hreinsar fitusameindir, sérstaklega fríar fitusýrur úr blóðrásinni og vinnur úr þeim. Adiponectin virðist einnig hafa bólguhemjandi áhrif. Þegar fitufruman er heilbrigð er adiponectin hennar aðal boðefni. Rannsóknir hafa sýnt að með vaxandi fitusöfnun inn í fitufrumuna minnkar framleiðsla með vaxandi fitusöfnun inn í fitufrumuna minnkar framleiðsla þess og styrkur adiponectins í blóðrásinni minnkar sem leiðir til aukins ónæmis fyrir insúlíni í vefjum. Insúlín er hormóniðsem stjórnar blóðsykrinum og þegar insúlínónæmi kemur fram svarar brisið því með að framleiða meira insúlín til að halda blóðsykri stöðugum. Það kemur að því að kerfið hefur ekki við, sykurþol skerðist og að lokum kemur fram sykursýki. Þegar áhrif adiponectins minnka í líkamanum eykst almenn bólguvirkni og er það talið geta átt þátt í myndun krabbameina. Adiponectin hefur hlutverk í æðaveggnum til að hindra myndun bólguefna sem hafa skaðlega áhrif á æðaþelið. Þegar styrkur þess minnkar eins og gerist við offitu þá eykst styrkur skaðlegra bólguefna sem ýtir undir skemmdir í æðaveggnum og flýtir fyrir myndun æðakölkunnar.
Bólguvirkni í fituvefnum
Þegar ofgnótt orku er til staðar í líkamanum til lengri tíma þarf líkaminn að finna leið til að geyma orkuna. Mannslíkaminn geymir orkuforða í formi fitu. Til þess að geyma aukiðmagn af fitu þarf fitufrumunum að fjölga og einnig getur fruman stækkað og innihaldið meiri fitu. Vefurinn sem heldur fitufrumunum saman þarf þá einnig að breytast, þenjast út og stækka. Æðakerfið sem nærir fitufrumurnar þarf að lengjast til að ná til hverrar einustu frumu. Oft stækka fitufrumurnar svo hratt að æðakerfið nær ekki að sjá þeimfyrir nægilegri næringu og það verður vægur súrefnisskortur í fituvefnum sem leiðir til þess að frumurnar verða veiklaðar og frumuveggurinn rofnar jafnvel. Það kveikir á ýmsum bólguferlum sem geta orðið að langvarandi mallandi vægri bólgu í líkamanum öllum. Stundum skemmast fitufrumurnar svo illa að hvít blóðkorn (macrophagar) í líkamanum sem hafa það hlutverk að hreinsa upp dauðar frumur, verða í ofgnótt í fituvefnum. Þessi hvítu blóðkorn framleiða mikið af efnum, cytokinum, sem valda bólgu. Sum af þessum bólgumyndandi efnum hafa einnig áhrif á starfsemi fitufrumunnar og getu þeirra til að framleiða boðefnin, adipokine. Vitað er sérstaklega að framleiðsla adiponectins minnkar og styrkur þess íblóði lækkar. Þegar það lækkar eins og kom fram fyrr eykst insúlínónæmi í vefjum líkamans með aukinni hættu á myndun sykursýki tegund 2, hættan á æðasjúkdómum eykst og bólguhemjandi áhrif adiponectins dvína. Framleiðsla margra annarra efna breytist einnig við langvarandi bólguástand í fituvefnum og starfsemi allra fitufrumnanna ruglast. Þetta verður því skaðlegur vítahringur. Langvarandi mallandi bólguástand í líkamanum hefur einnig áhrif á starfsemi annarra frumna og getur raskað jafnvægi innan þeirra. Það virðist því vera að bólguferlar geti valdið mörgum þeirra langvinnu sjúkdómum sem fylgja auknum fitumassa í líkamanum.
Kviðfitan
En af hverju fær bara hluti þeirra sem eru með of mikla líkamsfitu langvinna sjúkdóma? Ástæðan er talin sú að það eru ekki allar fitufrumurnar eins. Þær fitufrumur sem eru ríkjandi í fituvef sem safnast á efri hluta líkamans og sérstaklega inni í kviðnum virðast haga sér öðruvísi en þær fitufrumursem safnast undir húðina og á neðri hluta líkamans svo sem mjaðmir, rass og læri. Fitufrumurnar í kviðnum eru öflugri í framleiðslu ýmissa boðefna sem tengjast efnaskiptum. Þegar einstaklingur fitnar þá virðast þessar fitufrumur frekar stækka hver um sig heldur en að fjölga sér. Stoðvefurinn í kringum þær sem á að halda þeim saman og styðja við þær er einnig veikari. Þær verða því viðkvæmari og rofna auðveldar. Fituvefur undir húð hefur betri stuðning af vefjunum umhverfis þegar hann stækkar og rofnar síður. Með aukinni kviðfitu myndast oft hærri þrýstingur í kviðarholinu en eðlilegt er. Frumurnar eru því viðkvæmari fyrir öllu auka álagi sem veldur þrýstingsbreytingum inni í kviðnum eins og verður t.d.við kæfisvefn, þær rofna og hrinda af stað þessu bólguferli með afleiðingum þess. Af þessum orsökum eru þeir sem hafa meiri fitusöfnun í kvið (stundum kallaður eplalagaður líkamsvöxtur) í meiri hættu á langvinnum fylgisjúkdómum offitunnar en þeir sem hafa jafnari fitudreifingu og sérstaklega þeir sem eru með perulagaðan líkamsvöxt, það er fitusöfnun neðan mittis. Hins vegar er alltaf hluti þeirra sem hafa verið með offitu án annarra sjúkdóma sem að þróa með sér fylgikvilla, líklega um þriðjungur á 5-10 ára tímabili. Helstu áhættuþættir fyrir að það gerist eru að einstaklingurinn haldi áfram að þyngjast og hækkandi aldur. Það er því mikilvægt að að koma í veg fyrir áframhaldandi þyngdaraukningu og ná að viðhalda stöðugri líkamsþyngd til lengri tíma því öll eldumst við.
Ónæmiskerfið og fituvefurinn – sérstakt samband
Hlutverk ónæmiskerfisins er að bregðast við hættulegu áreiti, s.s. sýkingum, með það markmið að líkamsstarfsemin komist í eðlilegt horf á nýjan leik og á sem stystum tíma. Viðbrögðin sem ónæmiskerfið sýnir við offitu er að hluta til eins og við önnur áreiti sem líkaminn telur óæskileg. Ýmis boðefni (cytokine) fara af stað og efni sem svara utanaðkomandi áreiti hækka, líkt og CRP sem margir þekkja og hækkar hratt við ýmsar sýkingar. Hvít blóðkorn streyma inn í vefinn til varnar og viðgerðarferli hefst. Að ýmsu öðru leyti verða viðbrögðin óhefðbundin og ólík því sem gerist við önnur áreiti eins og sýkingar. Offita er langvinnt ástand ólíkt sýkingum sem koma skyndilega og líkaminn ræður við að kveða fljótt niður, því verður bólgusvörunin langvarandi og ekki eins áköf og við sýkingar. Bólgusvörunin hefur því áhrif á líkamsstarfsemina til lengri tíma og ekki verður afturhvarf til eðlilegrar starfsemi og sérstaklega verða áhrif á efnaskiptin mikil og langvinn. Sérstakt fyrir þessa bólgusvörun er einnig hvað hún er víðtæk, hefur áhrif á mörg líffæri og breytir starfsemi þeirra. Það þykir nú fullvíst að það er bólgusvörunin sem veldur flestum þeim langvinnu sjúkdómum sem tengjast offitu. Cytokine bólguboðefnin berast um allan líkamann og hafa áhrif á starfsemi annarra líffæra og vefja, minnkaður styrkur adiponectins frá fitufrumunum sem hefur bólguhemjandi virkni hefur líka áhrif til að magna upp bólguferlana. Það hefur líka verð sýnt að þegar frumur ónæmiskerfisins (mismunandi hvít blóðkorn) virkjast í bólguferlinu hafi þær bein áhrif á efnaskiptin svo sem til að minnka virkni insúlíns og til að ýta undir fitusöfnun inn í fitufrumur og viðhalda þannig bólgumyndun. Hér er því kominn annar vítahringur fitusöfnunar og bólguvirkni.
Hlutverk þarmaflórunnar
Í meltingarveginum búa ótal lífverur, svokölluð þarmaflóra, sem er samsett úr ýmsum örverutegundum. Fjöldi örveranna skiptir einhverjum trilljónum og eru þær margfalt fleiri en frumur mannslíkamans. Mikilvægustu tegundirnar eru taldar vera Bacteriodetes, Firmicutes og Actinobacteria. Hlutverk flórunnar er talið mikilvægt til að viðhalda eðlilegri starfsemi líkamans. Það er ekki langt síðan vísindamenn fóru að rannsaka flóruna og áhrif hennar, ekki nándar nærri öllum spurningum er full svarað og sumar upplýsingar höfum við aðeins úr dýrarannsóknum og vitum ekki hvort hægt er að heimfæra upp á manninn. Eitt mikilvægasta hlutverk flórunnar er að vernda okkur gegn utanaðkomandi skaðvöldum og verjast sýkingum en líka hefur verið sýnt fram á að flóran tekur þátt í upptöku næringar- og orkuefna úr görninni. Þetta hlutverk þarmaflórunnar hefur vakið mesta athygli í tengslum við þann mikla offituvanda sem orðinn er útbreiddur á Vesturlöndum.
Rannsóknir sýndu mjög fljótt að mýs sem ekki höfðu neina þarmaflóru voru bæði léttari og höfðu hlutfallslega minni líkamsfitu en venjulegar mýs. Þessi munur hélst þótt þær væru aldar á orkuríku fæði sem innihélt bæði mikið af fitu og kolvetnum og líktist þannig fæði vestrænna þjóða. Þetta styður það að eitt af hlutverkum þarmaflórunnur sé að taka upp næringar- og orkuefni úr görninni. Rannsóknir hafa líka sýnt að þegar þessar örverufríu mýs fengu þarmaflóru úr venjulegum músum þá þyngdust þær og líkamssamsetning þeirra breyttist þannig að fitumassinn jókst hlutfallslega mest.
Rannsóknir hafa verið gerðar á mönnum þar sem þarmaflóra úr einstaklingum með litla líkamsfitu hefur verið borin saman við þarmaflóru einstaklinga með mikla líkamsfitu. Sumar þessara rannsókna hafa sýnt mismunandi samsetningu flórunnar tengt fitumassa en aðrar hafa ekki verið eins afgerandi og þarf að rannsaka það nánar. En rannsóknir á mönnum þar sem einstaklingar fengu mismunandi samsetta fæðu í einungis þrjá daga sýndu að flóran breyttist á svo skömmum tíma. Mest áberandi var breytingin þegar gefið var mjög orkuríkt fæði en þá varð flóran mun fábreyttari og ein tegund af örverum varð mun algengari en aðrar. Að samaskapi breyttist flóran til baka þegar gefið var orkuskert fæði. Það virðist því skipta máli að rétt hlutföll séu á milli mismunandi örverutegunda til að orkuupptaka sé sem hagstæðust fyrir einstaklinginn.
Sjúk þarmaflóra og bólgumyndun
Þegar hlutföll raskast milli örverutegunda flórunnar hefur það áhrif á það sambýli sem ríkir milli líkamans og þarmaflórunnar og virðist ýta undir myndun sjúkdóma sem tengjast efnaskiptunum. Við þessa röskun verður einnig væg bólgumyndun sem hefur áhrif um allan líkamann líkt og bólgumyndunin sem verður við röskun í fituvefnum. Við röskun á jafnvægi flórunnar virðist slímhúðin sem klæðir þarminn að innan verða lekari og við slík skilyrði ná ákveðin eggjahvítuefni að leka í auknum mæli út í blóðrásina. Eru þetta t.d. eggjahvítuefni sem brotna úr útvegg baktería. Þegar þessi eggjahvítuefni komast út í blóðrásina fara þau inn í aðra vefi líkamans svo sem lifur og fituvef og ná að kveikja þar bólgusvörun. Þetta ferli styrkir enn frekar þá bólgumyndun sem verður í fituvefnum sjálfum eins og kemur fram fyrr í þessum pistli. Hefur fundist mælanlegur munur á styrk þessara eggjahvítuefna í blóði einstaklinga með offitu miðað við einstaklinga í kjörþyngd. Fæða mjög rík af fitu og einföldum kolvetnum eykur styrk þessara eggjahvítuefna á meðan fæði sem er ríkt af ávöxtum og trefjum gerir það ekki.
Þeir sem hafa sykursýki af tegund 2 virðast vera sérstaklega viðkvæmir fyrir þessari bólgumyndun og er það líklega vegna þeirra áhrifa sem mallandi væg bólga í líkamanum hefur á myndun insúlínónæmis sem með tímanum leiðir til sykursýki. Heilbrigð þarmaflóra hefur áhrif á allt okkar heilsufar með því að stýra upptöku næringarefna úr fæðunni, halda slímhúðinni heilbrigðri og hindra að efni komist út í líkamann sem geta valdið bólgu með aukinni fitusöfnun og efnaskiptasjúkdómum.
Samantekt
Hér hef ég tekið saman ýmsar kenningar sem hafa verið settar fram um bólgumyndun í líkamanum sem tengist við líkamsfitu. Það er margt sem er athyglisvert. Fituvefurinn hefur mismunandi virkni eftir því hvar hann er í líkamanum bæði hvað varðar áhrif á efnaskipti og áhrif á bólguferla. Viðbrögð ónæmiskerfisins verða sérstök fyrir það hve langvarandi og mallandi þau verða. Örverur meltingarvegarins hafa mikilvægt hlutverk og röskun á þeirra jafnvægi getur haft mikil áhrif bæði á fitusöfnun og bólguvirkni. Það er fullsannað að bólguvirkni hefur áhrif á myndun fylgikvilla offitunnar og það er bólguvirknin frekar en heildarlíkamsfitan sem er ráðandi um heilsufar okkar. Það sem við getum gert sjálf til að vinna gegn þessari bólgumyndun er að gæta að lífsháttum okkar með því að viðhalda stöðugri líkamsþyngd, vinna gegn kviðfitusöfnun og viðhalda heilbrigðri örveruflóru. Fjölbreytt og hollt mataræði er lykilatriðið.
Helstu heimildir
- Samoch-Bonet et al. Metabolically healthy and unhealthy obese – the 2013Stock Conference report. Obesity reviews 2014;15:697-708.
- Lumeng CN, Saltiel AR. Inflammatory links between obesity and metabolicdisease. The Journal of Clinical Investigation 2011;6:2111-2117.
- Boulangé et al. Impact of the gut microbiota on inflammation, obesity andmetabolic disease. Genome Medicine 2016;8:42-53.
