Czy kobietom, łatwiej czy trudniej pozbywać się tkanki tłuszczowej? Cóż, musimy zacząć od różnic w aktywności cytochromu, gdyż ma on wpływ na wiele hormonów. Wbrew pozorom, istnieją różnice pomiędzy płciami i to znacznie poważniejsze, niż tylko dotyczące narządów płciowych. Od dawna istnieją przesłanki, iż kobiety wykazują np. wyższą aktywność niektórych enzymów cytochromu P450 (CYP) np. rodziny 3A4. CYP oznacza cytochrom P450, z kolei 450 to długość fali światła, które jest absorbowane przez tę grupę związków. Izoenzymy cytochromu P450 katalizują oksydacyjny metabolizm szeregu związków, w tym leków.

Zasadniczą funkcją enzymów z  nadrodziny cytochromów  P450 jest kataliza reakcji utleniania związków endo- i egzogennych na drodze monooksygenacji, w której jeden z dwóch atomów cząsteczki tlenu wbudowywany jest do cząsteczki substratu. Związki endogenne to np. testosteron, progesteron, estradiol. Oczywiście te same substancje mogą być podawane w formie dopingu (np. testosteron, DHT, pochodne) lub jako antykoncepcja hormonalna i wtedy są egzogenne (pochodzą spoza organizmu).

CYP3A4 odpowiada np. za metabolizm:

  • lidokainy (środek znieczulający),
  • tamoksifenu (często używany w ramach terapii po cyklu oraz w terapii antynowotworowej), 
  • kokainy, 
  • albuterolu, salmeterolu (czasem nadużywanych przez sportowców beta-mimetyków),
  • bromokryptyny (często nadużywany w kulturystyce agonista dopaminy, hamuje wydzielanie prolaktyny)
  • letrozolu, exemestane (często nadużywane w kulturystyce inhibitory aromatazy),
  • sildenafilu (viagry),
  • antybiotyków (erytromycyna, cyklosporyna), 
  • leków psychotropowych (midazolam, triazolam, karbamazepina), 
  • estradiolu (jeden z ważniejszych hormonów odpowiadających za hipertrofię oraz funkcje seksualne u mężczyzn),
  • progesteronu,
  • testosteronu (jeden z ważniejszych hormonów odpowiadających za hipertrofię oraz pożądanie u kobiet),
  • norgesterolu (środek antykoncepcyjny, progestagen),
  • leków przeciwnowotworowych (cyklofosfamid, ifosfamid, etopozyd, metotreksat, taksol itd.), 
  • leków przeciwwymiotnych np. stosowanych w onkologii (np. ondansetron; antagonista 5-HT3).

Te różnice w metabolizmie leków są kluczowe, jeśli rozpatrujemy ich farmakokinetykę i farmakodynamikę.

Różnice w aktywacji tkanki tłuszczowej u kobiet i mężczyzn

tkanka tłuszczowa

Okazuje się też, że środowisko hormonalne i aktywacja tkanki tłuszczowej u kobiet i mężczyzn są całkiem inne:

  • kobiety mają niejednolite środowisko hormonalne balansujące ciągle wokół wahań estrogenów i progesteronu, panowie mają bardziej stabilne środowisko hormonalne patrząc na segment wiekowy 25-50 lat. Mają też o wiele mniej estrogenu, który niekoniecznie sprzyja redukcji tkanki tłuszczowej (w nadmiarze, jego niedobór też jest związany z utrudnionym pozbywaniem się tkanki tłuszczowej przez mężczyzn),
  • kobiety uwalniają mniej kwasów tłuszczowych z nóg w odpowiedzi na katecholaminy (np. adrenalinę), w porównaniu do mężczyzn – to może tłumaczyć tzw. uporczywy tłuszcz w pewnych rejonach ciała,
  • kobiety uwalniają podobną ilość kwasów tłuszczowych z tułowia i rąk (ze wszystkich zasobów tj. tłuszczu podskórnego, wisceralnego i IMTG) w odpowiedzi na katecholaminy, jak mężczyźni,
  • mężczyźni uwalniają więcej WKT z górnej części ciała (rozpatrując, jako źródło kwasów tłuszczowych zasoby tkanki podskórnej), w porównaniu do kobiet, a więc są bardziej odporni na antylipolityczny efekt posiłków (i hamujący wpływ insuliny),
  • kobiety utleniają mniej kwasów tłuszczowych, dlatego też mają zwykle 5-10% więcej tkanki tłuszczowej w ustroju (jest to też kwestia innych stężeń estradiolu, DHT, IGF-1 oraz testosteronu),
  • prawdopodobnie kobiety odkładają więcej tłuszczu w formie tkanki podskórnej, z kolei mężczyźni, jako tłuszcz wisceralny (co, obok wpływu estrogenów, stresu, trybu życia, picia czy palenia tytoniu, ma znaczenie dla ryzyka sercowo-naczyniowego u mężczyzn).

Katecholaminy to np. adrenalina, noradrenalina.

Cykl przemian w uproszczeniu wygląda następująco: tyrozyna -> dopa -> dopamina -> noradrenalina -> adrenalina.  

Noradrenalina w ustroju:

  • prowadzi do skurczu naczyń krwionośnych, poza naczyniami wieńcowymi,
  • podwyższa skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi,
  • zwiększa kurczliwość serca,
  • może prowadzić do bradykardii (odwrotnie, niż w przypadku badania na izolowanym sercu),
  • wywiera silniejszy wpływ, niż adrenalina na receptory β1-adrenergiczne,
  • noradrenalina wywiera słabe działanie na receptory β2-adrenergiczne,
  • wywiera silniejszy wpływ, niż adrenalina na receptory β3-adrenergiczne (wg Mutschlera); z kolei niektóre źródła podają, iż porównywalny.

Najprawdopodobniej do mobilizacji zasobów tkanki tłuszczowej podskórnej znaczenie ma tylko adrenalina, nie noradrenalina (co udowodniono podając w kolejnych próbach placebo, oktreotryd - analog somatostatyny, beta-blokery – propanolol oraz antagonistę α-adrenergicznego).

Ile tłuszczu zużywają kobiety, a ile mężczyźni?

W jednym z badań oceniano ile tkanki tłuszczowej utleniają kobiety i mężczyźni. 

W spoczynku, okazało się, iż mężczyźni zużywają więcej w ujęciu absolutnym (88± 19 vs 51± 15 micromol/minutę), jak i względnie. Różnice nie wynikały z tempa pojawiania się w obiegu noradrenaliny, koncentracji WKT (FFA; wolnych kwasów tłuszczowych), składu ciała czy wydolności aerobowej. Mężczyźni mieli korzystniejszy współczynnik wymiany oddechowej, współczynnik wymiany gazowej wynoszący 0.80 ± 0. 04, a panie 0.85 ± 0.04. RER jest wyrażany, jako stosunek wydalania dwutlenku węgla do pochłaniania tlenu (VCO2/VO2). Inni autorzy nazywają ten parametr ilorazem oddechowym. Przy „spalaniu” węglowodanów R wynosi 1.0, przy utlenianiu tłuszczów 0.7, a białek 0.8.  A więc najprawdopodobniej panowie w spoczynku właśnie dlatego zużywają więcej tłuszczów.

W trakcie wysiłku (30 minut pracy z intensywnością 45% VO2 MAX.) mężczyźni zużywali więcej tłuszczów, jako paliwa, pomimo iż RER nie różnił się między grupami. Najprawdopodobniej wykonywali cięższą pracę (mając znacznie większą masę ciała). Ilość WKT w osoczu i szybkość pojawiania się WKT w krążeniu nie różniły się między grupami.

Jak to zastosować w praktyce?

tłuszcz kobiety

Wykazano, iż niskiej intensywności treningi dają efekty, ale wymagają wielu godzin pracy. W trakcie minuty marszu zostaje zużytych tylko 0,35 g tłuszczów (załóżmy, że ok. 0.4 g na minutę). Daje to 24 g tłuszczu na godzinę marszu. Z tego wynika, iż aby pozbyć się 1 kg tłuszczu potrzeba ~41.6 godzin maszerowania. Oczywiście wraz ze wzrostem intensywności wysiłku można trochę zwiększyć ilość utlenianych kwasów tłuszczowych. Przykładowo, kolarze przy tętnie 74% maksymalnego utleniali 0.79 ± 0.15 g tłuszczów na minutę (7.11 kcal / minutę) np. z WKT/FFA (wolnych kwasów tłuszczowych uwolnionych z tłuszczu podskórnego), lipoprotein w osoczu, IMTG w mięśniach itd. Na 1 kg tłuszczu, przy przeliczeniu wg powyższych danych i przy zakładanym maksymalnym utlenianiu 0.8 g tłuszczu na minutę pracy, potrzeba ponad 20 h nieprzerwanego treningu. Oczywiście mowa o optymalnych warunkach i pracy o dużej intensywności. Większość populacji może liczyć na utlenianie maksymalne 0.6 g tłuszczu na minutę, 36 g na godzinę, a więc musiałaby trenować nieprzerwanie przez ~ 27.8 h. 

60 kg kobieta wydatkuje ok. 603 kcal w trakcie godziny biegu w tempie 5 min / km (200 m na minutę). Z tego ¼ kcal daje ... 150,75 kcal utylizowanych z wolnych kwasów tłuszczowych. Po godzinie treningu aerobowego! Dlatego panie powinny zwrócić szczególną uwagę na posiłki 3-4 h przed treningiem aerobowym i interwałowym, aby nie miało to negatywnego wpływu na lipolizę czy utlenianie WKT (możliwe jest negatywne oddziaływanie insuliny, na co wskazuje wiele obserwacji naukowych).

Ponadto u kobiet dyskusyjne jest zastosowanie treningów niskiej intensywności, ze względu na małą masę ciała i znikomą utylizację tłuszczów w czasie podobnej pracy. Długofalowo bardziej opłaci się u pań modulacja hormonalna, pobudzenie pracy tarczycy, zwiększenie wrażliwości insulinowej, zwiększenie wrażliwości na beta-mimetyki oraz hipertrofia (zwiększenie masy mięśniowej). Często bardziej opłaca się trening siłowy i interwałowy, niż klasyczne cardio.

Referencje:

Harris RZ1, Benet LZ, Schwartz JB. “Gender effects in pharmacokinetics and pharmacodynamics”.

Anita Wiśniewska, Zofia Mazerska “Izoenzymy cytochromu p450 w metabolizmie związków endo- i egzogennych” http://www.postepybiochemii.pl/pdf/3_2009/01_3_2009.pdf

D.K. BADYAL, A.P. DADHICH “Cytochrome p450 and drug interactions”

Blaak E1. “Gender differences in fat metabolism.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11706283

Toth MJ1, Gardner AW, Arciero PJ, Calles-Escandon J, Poehlman ET. “Gender differences in fat oxidation and sympathetic nervous system activity at rest and during submaximal exercise in older individuals” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9662486

Regina W. Wang, Deborah J. Newton, Tad D. Scheri and Anthony Y. H. Lu “Human Cytochrome P450 3A4-Catalyzed Testosterone 6β-Hydroxylation and ErythromycinN-Demethylation. Competition During Catalysis” http://dmd.aspetjournals.org/content/25/4/502

Barbara Malinowska, Hanna Kozłowska, Agnieszka Zakrzeska, Grzegorz Kwolek „Receptory β-adrenergiczne w układzie krążenia.Udział niewrażliwych na propranolol receptorówβ-adrenergicznych w regulacji układu krążenia“.

I. de Glisezinski1, D. Larrouy1, M. Bajzova3, K. Koppo3,4, J. Polak3, M. Berlan1,2, J. Bulow5, D. Langin1,3,M. A. Marques1, F. Crampes1,3, M. Lafontan1 and V. Stich  „Adrenaline but not noradrenaline is a determinantof exercise-induced lipid mobilization in humansubcutaneous adipose tissue“

Źródła energii do dla pracy mięśni, na podstawie badania naukowego Van Loon i WSP. 2001 “The effects of increasing exercise intensity on muscle fuel utilisation in humans” J Physiol. Oct 1, 2001 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2278845/