Dlaczego kawa wpływa na metabolizm?

Kawa

W skrócie

  • Naukowcy odkryli, że ilość kofeiny zawarta w jednej standardowej filiżance kawy pobudza aktywność brązowego tłuszczu, zwiększa spalanie energii i potencjalnie poprawia wrażliwość na insulinę. To działanie może pomóc w odchudzaniu
  • Osoby codziennie pijące kawę cieszą się również lepszym metabolizmem kwasów tłuszczowych i obniżeniem aktywności układu endokannabinoidowego, który reguluje funkcje poznawcze, odporność, sen i apetyt, wywołując w organizmie przeciwny efekt niż spożywanie konopi indyjskich
  • W organizmie występuje biały i brązowy tłuszcz; białe komórki tłuszczowe mogą zostać przekształcone w brązowe komórki, gdy programowanie nie jest naturalnie tłumione przez specjalne białko. W wyniku konwersji tłuszczu białego do brązowego powstaje tłuszcz „beżowy”
  • Lokalizacja tłuszczu jest ważna, ponieważ podskórny tłuszcz znajdujący się tuż pod skórą nie jest tak niebezpieczny, jak tłuszcz trzewny znajdujący się głęboko w brzuchu wokół narządów
Rozmiar tekstu:

Według dr. Mercoli

Wiele osób zmaga się z otyłością i nadwagą. Mimo że niektóre korporacje, jak np. Coca-Cola sugerują, że skutki złej diety można zniwelować aktywnością fizyczną, badania wykazały, że największe korzyści przynosi połączenie zdrowej diety i ćwiczeń.

W połowie 2015 roku The New York Times doniósł o działaniach Global Energy Balance Network, organizacji non-profit finansowanej przez Coca-Colę, której celem było propagowanie argumentu, że ćwiczenia są ważniejsze niż dieta. Organizacja rozpadła się pod koniec 2015 roku.

Według raportu z końca 2017 roku wykonanego przez firmę Marketdata LLC, rynek odchudzania i kontroli masy ciała jest warty 66 miliardów dolarów rocznie. W komunikacie prasowym firma poinformowała, że od 2015 roku liczba aktywnych osób na diecie spadła o 10%. Niektóre produkty stosowane w branży odchudzającej obejmują pigułki dietetyczne, koktajle i suplementy diety, usługi klinik odchudzających, dania mrożone i usługi online.

Istnieje kilka czynników przyczyniających się do utraty wagi, w tym dostateczna jakość snu każdej nocy, wsparcie zdrowej flory jelitowej, spożywanie większej ilości pełnowartościowej żywności i eliminacja żywności przetworzonej z diety. Ostatnie badania opublikowane w Scientific Reports wykazały, że kawa może wpływać na metabolizm i mobilizować metabolicznie aktywny brązowy tłuszcz.

Badanie wykazało, że kawa stymuluje brązowy tłuszcz

Brązowa tkanka tłuszczowa (BAT) może generować ciepło (termogeneza), spalać glukozę i tłuszcze poprzez reakcję mitochondrialną, w której pośredniczy mitochondrialne białko rozprzęgające 1 (UCP1). Bilans energetyczny zapobiega rozwojowi otyłości. Chociaż aktywność fizyczna może rozpraszać pewną energię, organizm wykorzystuje do tego również system termogenezy, czyli wytwarzania ciepła poprzez spalanie energii.

Zwiększenie ekspresji UCP1 może zmniejszyć potencjał otyłości i poprawić wrażliwość na insulinę, ponieważ jest to jeden z systemów termogenezy brązowego tłuszczu. W badaniu opublikowanym w Scientific Reports naukowcy przyjrzeli się wpływowi kofeiny na BAT zarówno w probówce, jak i u ludzi.

Naukowcy napisali, że wcześniejsze badania wykazały aktywację BAT poprzez składniki odżywcze lub narażenie na zimno. Wykazano, że kofeina zwiększa aktywność UCP1 u otyłych myszy, ale nieznany jest stopień, w jakim bezpośrednio wpływa na BAT u ludzi. Naukowcy najpierw użyli komórek myszy i komórek macierzystych ludzkiego szpiku kostnego hodowanych w probówce, a następnie dodali kofeinę.

Analizę przeprowadzono za pomocą kilku testów, w tym barwienia mitochondrialnego, transmisyjnej mikroskopii elektronowej i analizy ekspresji genów. Następnie do badania zaangażowano dziewięciu zdrowych ochotników o średnim wskaźniku masy ciała wynoszącym 23, który mieści się w normalnym zakresie. Po wypiciu napoju lub wody z kofeiną, pacjenci siedzieli przez 30 minut.

Naukowcy odkryli, że traktowanie kultur komórkowych kofeiną zwiększa ekspresję UCP1. Przeanalizowano i porównano wyniki obrazowania termicznego wykonanego przed i 30 minut po wypiciu napojów.

Po wypiciu kawy zaobserwowano podwyższoną temperaturę BAT w okolicy podobojczykowej. Odzwierciedlało to wzrost produkcji ciepła w BAT, którego nie wykazano po spożyciu wody.

Standardowa filiżanka kawy pomaga w kontroli wagi

Naukowcy stwierdzili, że jest to pierwsze badanie, które wykazało stymulujący wpływ kofeiny na UCP1 in vitro, co mogłoby zostać przełożone na spożycie kawy u ludzi za pomocą standardowej filiżanki kawy.

Naukowcy sugerują, że ilość kofeiny zawarta w standardowej filiżance kawy może zwiększyć tempo przemiany materii i wzmocnić funkcję BAT. Teoretyzują, że to działanie może przyczynić się do utraty wagi. Napisali:

„Podsumowując, te wyniki dostarczają nowych komplementarnych dowodów in vitro i in vivo na to, że kofeina (i napój kawowy) w dawkach zgodnych z ludzkim stosowaniem może promować funkcję BAT”.

Codzienne picie kawy wpływa na metabolizm na wiele sposobów

Często słyszymy o nowych odkryciach dotyczących kawy i jej wpływu na zdrowie ludzi. Niektóre badania mówią, że kofeina wydłuża życie, podczas gdy inne kojarzą kofeinę ze zwiększeniem potencjalnego ryzyka zagrożenia. Można nie wiedzieć, w co wierzyć.

W badaniu opublikowanym przez Northwestern Medicine naukowcy odkryli, że kawa zmienia znacznie więcej metabolitów w organizmie, niż wcześniej uważano. Po jedzeniu lub piciu organizm wytwarza metabolity, czyli substancje chemiczne. Większa liczba zmienionych metabolitów może częściowo wyjaśniać liczbę działań, jakie kawa wywiera na organizm.

Naukowcy włączyli do badania 47 osób pijących kawę i poprosili je, aby przestali pić kawę przez miesiąc. W następnym miesiącu uczestnicy wypijali cztery filiżanki kawy każdego dnia, a w ciągu ostatniego miesiąca wypijali osiem filiżanek kawy każdego dnia. Podczas badania naukowcy pobrali próbki krwi, oceniając liczbę i rodzaj metabolitów.

Odkryli, że podczas picia kawy zmianie uległy poziomy 115 metabolitów, z których 82 miało wpływ na 33 szlaki biologiczne. Odkryli również trzy nowe powiązania z kawą, w tym metabolity steroidów, metabolizmu kwasów tłuszczowych i wpływ na system endokannabinoidowy.

Organizm człowieka ma receptory kanabinoidowe w układzie neurologicznym. Naukowcy odkryli zmniejszenie poziomu neuroprzekaźników związanych z tym systemem po wypiciu od czterech do ośmiu filiżanek kawy każdego dnia. Efekt jest odwrotny do tego, czego można by się spodziewać po spożyciu konopi.

Naukowcy podkreślają, że układ endokannabinoidowy organizmu reguluje między innymi funkcje poznawcze, odporność, sen, apetyt i energię. Ponadto odkryto metabolity związane z systemem androsteroidowym, co sugeruje, że kawa może pomóc wyeliminować sterydy z organizmu.

Brązowy, beżowy czy biały?

Trzy różne rodzaje tłuszczu pełnią różne funkcje w organizmie. Naukowcy biorący udział w opisywanym badaniu byli zainteresowani wpływem kofeiny na aktywację BAT, a tym samym zwiększenie termogenezy i metabolizmu energii. Symonds skomentował:

„Brązowy tłuszcz działa inaczej niż inne tłuszcze w organizmie. Wytwarza ciepło poprzez spalanie cukru i tłuszczu, często w odpowiedzi na zimno. Zwiększenie jego aktywności poprawia kontrolę poziomu cukru i lipidów we krwi, a dodatkowe spalone kalorie pomagają w odchudzaniu. Jednak do tej pory nikt nie znalazł akceptowalnego sposobu stymulowania jego aktywności u ludzi.

To pierwsze badanie u ludzi, które pokazuje, że coś takiego jak filiżanka kawy może mieć bezpośredni wpływ na funkcje brązowego tłuszczu. Potencjalne implikacje naszych wyników są dość duże, ponieważ otyłość stanowi poważny problem zdrowotny dla społeczeństwa. Mamy również rosnącą epidemię cukrzycy, a brązowy tłuszcz może stanowić część potencjalnego rozwiązania problemu”.

Najczęstszym rodzajem komórek tłuszczowych są białe adipocyty, w których magazynowany jest nadmiar energii, co zwiększa ryzyko otyłości. Przeciążenie tych komórek prowadzi do chorób takich jak cukrzyca typu 2 i choroby sercowo-naczyniowe. Po drugiej stronie spektrum znajdują się brązowe adipocyty, które są termogenicznie aktywne i bardziej rozpowszechnione u dzieci niż u dorosłych.

Naukowcy odkryli, że białe komórki tłuszczowe mogą zostać przekształcone w brązowe, ale to programowanie jest tłumione przez białko FLCN. Funkcja tłumienia programowania brązowego tłuszczu jest wykonywana we współpracy z inną ścieżką, która jest aktywna podczas procesów komórkowych, w tym nowotworzenia, insulinooporności i wzrostu komórek tłuszczowych.

Ta szczególna ścieżka, zwana mTOR, jest aktywowana przez aminokwasy i insulinę, a także czynniki wzrostu, które z kolei pomagają w tłumieniu programowania brązowego tłuszczu. Gdy biały tłuszcz zostanie przekształcony w komórki BAT powstają „beżowe” komórki tłuszczowe.

Współczulny układ nerwowy organizmu jest w stanie to zrobić na małą skalę, ale ponieważ białe komórki tłuszczowe są połączone z innymi narządami, zajście tego procesu na dużą skalę nie jest możliwe. Naukowcy eksperymentują z konwersją białego tłuszczu do beżowego tłuszczu in vitro, a następnie ponownie wprowadzają go do organizmu, aby pomóc w walce z otyłością.

Lokalizacja tłuszczu robi różnicę

To, gdzie tłuszcz jest zlokalizowany w organizmie, wpływa na zdrowie. Biały tłuszcz spełnia dwie ważne funkcje: przechowuje nadmiar kalorii i uwalnia hormony, które kontrolują metabolizm. Tłuszcz może być przechowywany bezpośrednio pod skórą – jest wtedy nazywany tłuszczem podskórnym – lub głęboko w brzuchu wokół narządów – jest wtedy nazywany tłuszczem trzewnym.

Tłuszcz podskórny często występuje na udach i pośladkach i zwykle nie powoduje tylu problemów, co tłuszcz trzewny. Według Harvard Health, 90% tkanki tłuszczowej u większości osób stanowi tłuszcz podskórny. Gromadzi się w dolnej części ciała, tworząc kształt gruszki.

Pozostałe 10% to tłuszcz wewnątrzbrzuszny, inaczej tłuszcz trzewny, który znajduje się pod ścianą brzucha i wokół narządów. Ten rodzaj tłuszczu jest silnie związany z zespołem metabolicznym i opornością na insulinę.

W badaniu przeprowadzonym przez University of Illinois naukowcy odkryli, że cząsteczka regulatorowa wywołuje reakcję organizmu prowadzącą do zwiększenia ilości tłuszczu trzewnego przy zwiększonym spożyciu kalorii.

Aktywuj swoje zapasy tłuszczu brunatnego

Jednym ze sposobów stymulowania szlaku mTOR jest nadmierne spożycie białka. Ta stymulacja pomaga zahamować przekształcanie białego tłuszczu w BAT. Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak określić optymalne spożycie białka, zobacz mój artykuł pt. „Precyzyjne określenie ilości białka w diecie”.

Istnieją dodatkowe sposoby aktywacji brązowego tłuszczu, pozwalające spalić więcej energii, przekształcić część białego tłuszczu w beżowy, co zwiększa również termogenezę, bez konieczności stosowania leków lub operacji. Oto pięć dodatkowych strategii, których zastosowanie możesz rozważyć:

Ćwiczenia — w badaniu przeprowadzonym przez Centrum Medyczne Wexner Uniwersytetu Stanowego Ohio naukowcy odkryli, że jednym z powodów, dla których ćwiczenia mogą zwiększać metabolizm, jest wzrost poziomu lipokin – cząsteczek, które w przeszłości były związane z niskimi temperaturami.

Naukowcy odkryli, że funkcja brązowego tłuszczu podczas ćwiczeń polega na sygnalizowaniu mięśniom, by używały więcej kwasów tłuszczowych jako paliwa. Wyniki potwierdzono w badaniach na zwierzętach, podczas których znaleziono lipokiny u myszy, które wcześniej ćwiczyły. Nie było dowodów na wzrost poziomu tych cząsteczek wywołany wysiłkiem fizycznym po usunięciu BAT u myszy.

Zimno — kilka badań wykazało, że ekspozycja na niskie temperatury zwiększa spalanie glukozy w brązowym tłuszczu i zwiększa poziom białek UCP1. Zwiększa również aktywację BAT, redukuje tkankę tłuszczową i zmienia mitochondria w mięśniach szkieletowych i BAT. Dzienne narażenie zwiększa objętość BAT i zdolność utleniania.

Sen — jedną z metod badanych w celu wystawienia uczestników na działanie chłodnego środowiska było obniżenie temperatury otoczenia podczas snu. W trwającym 4 miesiące badaniu wzięło udział pięciu mężczyzn. Uczestnicy wykonywali regularne zajęcia w ciągu dnia, a następnie co wieczór wracali do swoich pokoi.

Temperatura w pokoju została ustawiona na 75 stopni Fahrenheita (F) (25oC) w ciągu pierwszego miesiąca, 66 F (19oC) w kolejnych dwóch miesiącach i 81 F (27oC) w ostatnim miesiącu. Po miesiącu narażenia na łagodne niskie temperatury naukowcy zaobserwowali u uczestników badania 42% wzrost objętości BAT i 10% wzrost aktywności metabolicznej.

+ Źródła i odniesienia