GLP-1 należy do hormonów inkretynowych. Pierwszą inkretyną odkrytą w 1971 r. był glukozozależny peptyd insulinotropowy (GIP). Zunz i La Barre już w 1929 roku stwierdzili, że w przewodzie pokarmowym są wydzielane czynniki, które stymulują sekrecję insuliny po posiłku. Koncepcję tę potwierdzono dopiero w drugiej połowie XX wieku. Wykazano, że glukoza podana doustnie powoduje dużo większe wydzielanie insuliny, niż ta sama dawka glukozy podana dożylnie. Tą różnicę w odpowiedzi wydzielania insuliny nazwano efektem inkretynowym, natomiast hormony przewodu pokarmowego stymulujące sekrecję insulin, inkretynami. 

GLP-1 został odkryty dopiero w 1985 r., a obecnie pewnie mało kto jeszcze o nim słyszał. Nasila zależne od glukozy wydzielanie insuliny z komórek β trzustki oraz powoduje odczuwanie sytości (działa obwodowo na ośrodek sytości w jądrze przykomorowym). GLP-1 jest szybko rozkładany w ustroju przez DPP-4 (okres półtrwania GLP-1 wynosi ~ 2 minuty). GLP-1 reguluje łaknienie drogą obwodową i bezpośrednio w mózgu, w rejonie podwzgórza (funkcjonuje, jako neuroprzekaźnik). Wspomniane hormony inkretynowe (GIP, GLP-1) odpowiadają za 60 do 70% poposiłkowego wyrzutu insuliny.

GLP-1:

  • wywołuje zwiększony wyrzut insuliny,
  • jest wytwarzany przez komórki L w jelitach,
  • oddziałuje poprzez receptory GLP-1R (ang. G-protein linked membrane-bound receptor),
  • posiada ~ 2-minutowy okres półtrwania, w ustroju jest szybko rozkładany przez DPP-4,
  • 10-15% wydzielanego w jelitach GLP-1 dociera do krążenia ogólnego,
  • zmniejsza hiperglikemię,
  • spowalnia  opróżnianie żołądka,
  • nasila uczucie sytości,
  • zmniejsza poposiłkowe wydzielanie glukagonu,
  • jest długotrwałym agonistą receptora dla GLP-1 jest liraglutyd.

Nic dziwnego, iż analog GLP-1 (liraglutyd) znalazł swoje zastosowanie w leczeniu cukrzycy typu II. Jest też bardzo obiecującym środkiem odchudzającym.

Naukowcy sprawdzali, jak redukcja wagi ciała wpłynie na stężenie GLP-1 (glukagonopodobnego peptydu-1). [6] Stężenia GLP-1 wydają się być zmniejszone u osób otyłych. Celem badania de Luis DA i wsp. było ustalenie, czy pacjenci, którzy tracą wagę stosując dietę o zmniejszonej podaży energii, doświadczają tej samej zmiany w krążącym stężeniu GLP-1, co osobnicy, którzy nie tracą wagi.

Populację 99 otyłych pacjentów bez cukrzycy poddano analizie prospektywnej. Określono masę ciała i ciśnienie krwi. Przed i po 3 miesiącach diety hipokalorycznej zmierzono poziom glukozy, białka C-reaktywnego (stan zapalny), insuliny, cholesterolu całkowitego, transporterów cholesterolu (LDL, HDL) trójglicerydów i stężeń GLP-1 we krwi. U wszystkich pacjentów przeprowadzono badanie BIA w celu oceny składu ciała. Program modyfikacji stylu życia obejmował dietę hipokaloryczną (1520 kcal dziennie; rozkład energetyczny makroskładników: 23% białek, 52% węglowodanów, 25% tłuszczów). Program ćwiczeń, aeroby co najmniej 3 razy w tygodniu (każdorazowo po 60 minut). W badaniu wzięło udział 99 pacjentów (20 mężczyzn / 79 kobiet).

14 pacjentów (2 mężczyzn / 12 kobiet) nie schudło (grupa I: odnotowano wzrost masy o 2 ± 1,1 kg), a 75 pacjentów (18 mężczyzn / 67 kobiet) straciło na wadze (grupa II, utrata masy ciała o średnio 4 ±1,6 kg). Masa ciała, BMI, masa tkanki tłuszczowej, obwód w pasie, stężenie insuliny, wskaźnik HOMA, cholesterol LDL, trójglicerydy i skurczowe ciśnienie krwi, uległy poprawie w grupie II, bez istotnych zmian statystycznych w grupie I.

Wyniki pod względem stężenia glukagonopodobnego peptydu-1:

  • w grupie I (przyrostu masy ciała) stężenia GLP-1 pozostały niezmienione, tj. odnotowano zmianę, ale wg naukowców nieistotną statystycznie (7.4 ± 3,1 vs. 7.15 ± 3,6 ng / ml),
  • w grupie II (utraty masy ciała) poziom GLP-1 znacznie się obniżył (8,4%, 6,88 ± 2,5 vs 6,3 ± 2,4 ng / ml). W analizie wieloczynnikowej ze zmienną zależną (poziomy GLP-1 po diecie hipokalorycznej dostosowanej według wieku i płci) tylko poziomy insuliny pozostały, jako niezależny predyktor w modelu. Odnotowano wzrost GLP-1 o 0,6 ng / ml przy każdym wzroście stężenia insuliny o 1 mIU / ml.

Wniosek: dieta o ograniczonej podaży kalorii obniżyła stężenie GLP-1 przy jednoczesnej utracie masy ciała. Znacznie poprawiły się parametry zdrowotne, spadło ryzyko sercowo-naczyniowe. Jednak brak zmiany wagi ciała spowodował utrzymanie się praktycznie niezmienionych stężeń GLP-1.

 

Wpływ redukcji na profil hormonalny kobiet

U kobiet restrykcje kaloryczne wywołują poważne zaburzenia hormonalne. 50 uczestniczek badania Hulmi JJ i wsp. [7], 27 pań w wieku 27.2 ± 4.1 roku, przez 4 miesiące stosowało dietę redukcyjną, a 23 funkcjonowały, jako grupa kontrolna. Deficyt energetyczny uzyskano poprzez redukcję ilości spożywanych węglowodanów, zwiększenie objętości treningu aerobowego (i interwałowego), zachowując podaż białka. Panie dostarczały średnią ilość tłuszczy oraz ćwiczyły siłowo. Typowa sesja obejmowała 10-25 minut HIIT, w tym 15-45-sekundowe przyspieszenia z 30-60-sekundowymi przerwami. Aeroby – praca 30-60 minut z niską intensywnością. Większość pań łączyła aeroby z treningiem oporowym, część dodatkowo wykonywała interwały lub sesje mieszane w osobne dni.

profil hormonalny kobiet

Restrykcje dietetyczne pociągnęły za sobą poważne skutki hormonalne:

  • poziomy T3: w warunkach fizjologicznych tarczyca wydziela 90 mcg T4 oraz 8 mcg T3. U 5 z 27 pań poziomy T3 były poniżej progu referencyjnego 2.6–6 pmol/L jeszcze przed wejściem na redukcję, w trakcie wprowadzenia restrykcji kalorii aż u 20 z 27 pań T3 spadło poniżej minimalnego progu. Nawet 3-4 miesiące bez restrykcji kalorycznych nie wystarczyły, by przywrócić funkcjonowanie tarczycy!
  • odnotowano spadek TSH,
  • odnotowano drastyczny spadek ilości leptyny (co może powodować ciągłe uczucie głodu),
  • obniżony poziom T3 zaowocował spadkiem ciśnienia krwi oraz zwolnionym tempem bicia serca,
  • odnotowano spadek ilości testosteronu oraz estradiolu. Estradiol wrócił do wartości wyjściowych po 3-4 miesiącach po wyjściu z redukcji, niestety testosteron już nie. Te spadki zaowocowały problemami z regularnością cyklu miesiączkowego. U kobiet testosteron jest wydzielany na podobnym poziomie w nadnerczach i jajnikach, co stanowi w sumie 50% jego całkowitej produkcji. Pozostałe 50% pochodzi z konwersji androstendionu i dehydroepiandrosteronu (DHEA) w tkankach obwodowych (skóra, wątroba, mięśnie szkieletowe),
  • odnotowano spadek ilości hematokrytu (−2.3 ± 4.4%) i hemoglobiny (−2.9 ± 4.1%), a to oznacza mniejszą moc i wydolność w pracy, szczególnie długotrwałej. Poziom hematokrytu (ilość erytrocytów) jest podstawowym parametrem krwi mogącym mieć związek z wydolnością zawodnika, szczególnie podczas wysiłków w strefie aerobowej: bieganie, triatlon, pływanie, kolarstwo. Jest to związane z większą ilością tlenu dostarczaną do mięśni. Krwinki czerwone przenoszą tlen z płuc do tkanek oraz dwutlenek węgla do płuc. Największą część krwi stanowią krwinki czerwone (erytrocyty), pozbawione jąder, dwuwklęsłe dyski o średnicy 7.5 μm i grubości od 1 do 2 μm. W 1 μl krwi mężczyzny stwierdza się średnio 5.2 mln erytrocytów, u kobiet 4.6 mln,
  • odnotowano spadek siły w wyciskaniu nogami (−0.5 ± 9.5%), wyciskaniu sztangi leżąc na ławce (−3.4 ± 7.5%) oraz w skoku wzwyż (−3.4 ± 9.1%).

Redukcja a stężenie testosteronu

W krótkim horyzoncie czasowym redukcja powoduje wyraźny spadek stężenia testosteronu u mężczyzny. Tylko mówimy o mężczyznach, którzy mieli średnio wyjściowo ~ 11% tkanki tłuszczowej, a uzyskali spadek do ~7% tkanki tłuszczowej (czyli nie jest to normalna sytuacja, gdyż większość mężczyzn nosi więcej, niż 12% tkanki tłuszczowej, a nieaktywni fizycznie często 18-20%). Z pewnością takie postępowanie kulturysty, który przygotowuje się do występu na scenie może być niezdrowe! Dlaczego? Dowiedzieliśmy się tego z badań Mitchell L. i wsp. opublikowanych w 2018 r.

Intensywna redukcja tkanki tłuszczowej (z poziomu 8.8 ± 3.1 do 5.3 ± 2.4 kg) spowodowała w ciągu 16 tygodni:

  • spadek stężenia testosteronu całkowitego o 38.4%!
  • spadek ilości testosteronu wolnego o ~ 49%!
  • spadek kluczowego, anabolicznego hormonu (IGF-1) o 26.3%,
  • spadek ilości hormonów tarczycy.

Jednak długofalowo redukcja się opłaca, szczególnie otłuszczonym mężczyznom.

W wielkim przeglądzie badań z 2014 roku udowodniono, iż:

  • im większa redukcja tkanki tłuszczowej, tym większa zwyżka testosteronu u mężczyzn w każdej grupie wiekowej,
  • interwencje chirurgiczne posiadają ogromną skuteczność, ale … wymagają długiego czasu,
  • zmiany w stylu życia (aktywność, trening) i diecie również przynoszą znakomite rezultaty.

Przykładowe eksperymenty:

  • z 2010 roku (Reis) - 20 mężczyzn, w średnim wieku 37 lat, wyjściowy poziom testosteronu 11.8 nmol l−1 - po interwencji chirurgicznej i zmianie stylu życia, nastąpiła poprawa ilości testosteronu o 12,5 nmol / l (spadek wagi ciała o 44% w ciągu 2 lat i 2 miesięcy),
  • z 2012 roku (Pellitero) - 33 mężczyzn, w wieku 41 lat, wyjściowy poziom testosteronu 8.6 nmol / l - po interwencji chirurgicznej waga spadła o 37%, a poziom testosteronu wzrósł o 10,3 nmol / l (w ciągu 52 tygodni),
  • Pritchard (1999) - same ćwiczenia fizyczne, 14 mężczyzn, w wieku 21 lat, czas trwania 13 tygodni - spadek wagi ciała o 6%, wzrost testosteronu o 5,1 nmol / l,
  • dieta VLCD, badanie Niskanen z 2004 roku - 58 mężczyzn - spadek wagi o 14% w ciągu 9 tygodni, wzrost testosteronu o 5,0 nmol / l (z poziomu wyjściowego 12 nmol / l wzrost do 17 nmol / l).

Czy gra jest warta świeczki? Tak, ponieważ w badaniach średni poziom testosteronu w grupie 20-29 lat wynosił średnio 21,99 nmol / l. A więc możliwe jest uzyskanie poziomu testosteronu z niższej grupy wiekowej. Norma testosteronu całkowitego w surowicy wynosi 8-12 nmol / l (2.3 do 3.46 ng / ml) do 45 roku życia, ale … wielu specjalistów klasyfikuje osoby, mające podobne stężenie testosteronu, do terapii zastępczej (zastrzyki, żele lub plastry z testosteronem).

Podsumowanie

Redukcja powoduje zmianę ilości androgenów, estradiolu, hematokrytu, hemoglobiny, IGF-1, a często także GLP-1. Czy się opłaca? Osobom otłuszczonym zdecydowanie tak, kulturystom mającym wyjściowo mało tkanki tłuszczowej (<12%) - niekoniecznie, gdyż ceną jest silny spadek najważniejszych hormonów anabolicznych w ustroju mężczyzny. Ciężko ocenić, czy spadek ilości GLP-1 po redukcji masy ciała jest korzystny. Hiperinsulinemia wcale nie jest pozytywnym objawem, raczej jest niezmiernie niepokojącym symptomem (szczególnie, jeśli ktoś ma np. podwyższone stężenie glukozy mierzone na czczo, zaburzony profil HBA1C) - wstępną fazę cukrzycy. Z drugiej strony GLP-1 odpowiada za wiele korzystnych adaptacji, m.in. poprawę funkcji i masy komórek b, spadek glikemii na czczo czy też spadek glikemii poposiłkowej. Nie do przecenienia  jest też wpływ tego hormonu inkretynowego na odczuwanie sytości (hamowanie łaknienia).

Referencje:

Linda E Mignone, Tongzhi Wu, Michael Horowitz, and Christopher K Rayner “Whey protein: The “whey” forward for treatment of type 2 diabetes?”

https://bazalekow.mp.pl/leki/doctor_subst.html?id=4710

Karen WHALEN, “Lippincot illustrated reviews, PHARMACOLOGY” 6 edycja

James Crane and Barbara McGowan “The GLP-1 agonist, liraglutide, as a pharmacotherapy for obesity” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4772342/

 Aleksandra Uruska, Dorota Zozulińska-Ziółkiewicz “Liraglutyd — analog glukagonopodobnego peptydu-1 w terapii cukrzycy typu 2”

de Luis DA “Decreased basal levels of glucagon-like peptide-1 after weight loss in obese subjects”.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17536190

Hulmi JJ1, Isola V2, Suonpää M3, Järvinen NJ2, Kokkonen M4, Wennerström A5, Nyman K6, Perola M7, Ahtiainen JP2, Häkkinen K2. “The Effects of Intensive Weight Reduction on Body Composition and Serum Hormones in Female Fitness Competitors.”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28119632

Mitchell L1, Slater G2, Hackett D1, Johnson N1, O'connor H „Physiological implications of preparing for a natural male bodybuilding competition” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29490578

Asian J Androl. 2014 Mar-Apr; 16(2): 223–231. Published online Jan 20, 2014. doi:  10.4103/1008-682X.122365 PMCID: PMC3955331 Lowered testosterone in male obesity: mechanisms, morbidity and managementhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3955331/