Szybki i wolny metabolizm: fakty i mity

Bardzo często zdarza się, iż osoby, które nie osiągają postępu w treningu siłowym, twierdzą, iż „posiadają szybki metabolizm” lub „mają kiepską genetykę”. Rozpoczynają eksperymenty z setkami różnych rozwiązań: treningi FBW, dzielone, podwójnie dzielone, crossfit, super serie, serie łączone, łańcuchy, dodatkowe gumy, deski, ograniczony zakres ruchu...

1. Czy warto mieć „szybki metabolizm”?
2. Jak często występuje niedoczynność tarczycy?
3. Jak zdiagnozować niedoczynność tarczycy?
4. Jak często występuje nadczynność tarczycy?
5. Jak zdiagnozować nadczynność tarczycy?
6. Czym jest metabolizm?
7. Jak wyliczyć PPM?
8. Czy mam szybki, czy wolny metabolizm?
9. Co bardziej wpływa na metabolizm: aeroby czy trening siłowy?
10. Aktywność tarczycy a redukcja tłuszczu
11. Podsumowanie

Bardzo często chcą sięgać po doping. Twierdzą, iż „dużo jedzą i nie rosną”. Powodem w większości wypadków nie jest trening, a odżywianie. Dopóki nie zaczniesz dostarczać odpowiedniej jakości i ilości pokarmu względem swojego dziennego zapotrzebowania kalorycznego, nie spodziewaj się rezultatów.

Po drugiej stronie barykady są osoby z nadwagą lub otyłe. Często twierdzą, iż jest to kwestia genetyczna lub „że mają wolny metabolizm”. Dla wielu osób słowo „genetyka” stało się usprawiedliwieniem obżarstwa i leniwego trybu życia. Bez określania, o co dokładnie chodzi, jest to pojęcie-wytrych.

Zastanówmy się, czy faktycznie posiadanie szybkiego metabolizmu jest korzystne? I czy faktycznie całą winę można zrzucić na „nieokreślone choroby” np. tarczycy?

Czy warto mieć „szybki metabolizm”?

Przy wyższym tempie przemiany materii komórki ulegają większemu "zużyciu", m.in. w postaci uszkodzeń spowodowanych przez wolne rodniki. Dodatkowo układy biologiczne mają zagwarantowaną tylko określoną liczbę cykli (liczbę podziałów komórkowych), później występuje dużo większe ryzyko powstania uszkodzeń metabolicznych (defekty naprawy DNA), spowolnienia replikacji itd.

Szybki metabolizm może przyspieszać starzenie się i uszkodzenia komórek. Naukowcy udowodnili, iż ograniczenie podaży kalorii sprzyja długowieczności. Pierwszy mechanizm, jaki jest z tym związany, to spowolnienie metabolizmu, drugi - mniejsza stymulacja insuliny i IGF-1 (wiązany z kancerogenezą), trzeci - mniejsza aktywacja szlaku TOR, czwarty - to zmiany w aktywności transkrypcyjnej.

Na drugim końcu spektrum nadmierne odżywianie zwiększa tempo przemiany materii, a także eksponuje komórki na stres metaboliczny. Niektóre badania wykazują, że osoby z łagodną niedoczynnością tarczycy, a więc wolniejszym tempem metabolicznym, mają większą przewidywaną długość życia. Z drugiej strony niedobory żywieniowe też skracają życie, więc należy znaleźć złoty środek. Sposób odżywiania intermittent fasting - dieta z określonym oknem żywieniowym może przedłużać życie (ale wymaga to udowodnienia).

Jak często występuje niedoczynność tarczycy?

Problem tkwi w tym, iż bardzo rzadko przyczyną nadwagi jest np. niedoczynność tarczycy. Wg Oliver A. Leacha, Gijsa I. van Boxela “Choroby wewnętrzne” wydanie 4 niedoczynność tarczycy występuje u ok. 2% kobiet, a jest pięciokrotnie rzadsza u mężczyzn. Mark P. J. Vanderpump na łamach „British Medical Bulletin” z 2011 r. określił, iż niedoczynność tarczycy występuje tylko u 1-2% ludzi, z tym że dziesięciokrotnie częściej u kobiet. W Korei (po wykluczeniu osób z rakiem tarczycy) stwierdzono średnio tylko 1.56 przypadków niedoczynności tarczycy na 1000 osób na rok (0.54 u mężczyzn i 2.54 u kobiet). Najwięcej przypadków dotyczyło mężczyzn po 60. roku życia i kobiet po 50. roku życia. Znacznie więcej takich przypadków stwierdza się np. w Indiach, ale zależy to też w dużym stopniu od stosowanych kryteriów (stężeń hormonów np. fT3, fT4, TSH).

Subkliniczną (łagodną) niedoczynność tarczycy rozpoznaje się, jeżeli stężenie w surowicy obwodowych hormonów tarczycy jest prawidłowe, natomiast stężenie hormonu tyreotropowego (TSH) nieznacznie podwyższone. Stan taki występuje u 3-8% populacji, stwierdza się go częściej u kobiet, a chorobowość zwiększa się wraz z wiekiem. U 80% pacjentów z subkliniczną niedoczynnością tarczycy stężenie TSH nie przekracza 10 mlU/l (norma wynosi 2-10 mU/l).

Wg innych danych w krajach rozwiniętych niedoczynność tarczycy dotyka 4-5% populacji, z kolei łagodna niedoczynność od 4 do 15% osób. W badaniu Whickham prowadzonym w północno-wschodniej Anglii, 8% kobiet (10% kobiet w wieku powyżej 55 lat) i 3% mężczyzn miało subkliniczną niedoczynność tarczycy. W badaniu przeprowadzonym w Kolorado, 9.4% badanych miało wysokie stężenia TSH, z czego 9.0% miało subkliniczną niedoczynność tarczycy.

Jak zdiagnozować niedoczynność tarczycy?

Stężenie TSH jest podwyższone w pierwotnej niedoczynności tarczycy. Jednak stężenie TSH nie jest podwyższone u osób z niedoczynnością spowodowaną pierwotną chorobą podwzgórza lub przysadki. Uwaga: stężenie TSH może być obniżone w przypadku wtórnej niedoczynności tarczycy! Z reguły stężenie T4 we krwi jest obniżone przy niedoczynności tarczycy. Ponadto podwyższone stężenia TSH mogą wynikać z zapalenia tarczycy, podawania dużych dawek jodu („chińskie diety”), ostrych i przewlekłych chorób czy gruczolaka przysadki wydzielającego TSH.

Duża podaż jodu = problemy zdrowotne.

Pewna 45-latka doprowadziła do bardzo poważnych powikłań zdrowotnych jedząc m.in. bogate w jod wodorosty. Zawierają one średnio do 1500 µg jodu w 1 g suszonego produktu. Normalnie gruczoł tarczowy wytwarza do 50 µg jodu dziennie, zalecana podaż w diecie wynosi 150-200 µg jodu dziennie. Rozwinęła się u niej nadczynność tarczycy. Duża podaż jodu może prowadzić do nadczynności lub niedoczynności tarczycy (jest powiązana ze zwiększaniem tyreotropiny). U osób otyłych po normalizacji wagi ciała stężenie TSH z reguły obniża się (czyli zmniejsza się niedoczynność tarczycy). Kobietę wiele miesięcy musiano leczyć hormonami tarczycy pod ścisłym nadzorem.

Jak często występuje nadczynność tarczycy?

Występuje u ok. 10 na 1000 kobiet i u 1 na 1000 mężczyzn. Wg innych danych nadczynność występuje u 0.5-2% kobiet i 10 razy częściej u kobiet, niż u mężczyzn. W badaniu NHANES III u osób, które nie przyjmowały leków (np. hormonów tarczycy) i nie chorowały z powodu tarczycy, u 2 na 1000 wystąpiła "klinicznie istotna" nadczynność tarczycy, określona jako stężenie TSH w surowicy <0,1 mIU / l, a stężenie w surowicy całkowite T4> 170 nmoli /l. Dane dotyczące rozpowszechnienia u osób w podeszłym wieku wykazują szeroki zakres od 0,4 do 2,0%, a częstsze występowanie występuje w obszarach z niedoborem jodu.

Jak zdiagnozować nadczynność tarczycy?

Wbrew obiegowym opiniom rozpowszechnianym w Internecie, stężenie TSH może być podwyższone, ale ... w rzadkich przypadkach nadczynności wynikających ze zmian w przysadce lub podwzgórzu, stężenie TSH może być prawidłowe (lub tylko lekko podwyższone).

Czym jest metabolizm?

Metabolizm to inaczej przemiana materii. W skali doby:

• spoczynkowa przemiana materii (RMR; resting metabolic rate) stanowi około 60-70% dobowego wydatku (inni naukowcy tacy jak Johnstone i wsp. podają, iż stanowi od 50% do 70% dobowego wydatku energetycznego),
• wysiłek fizyczny lub ćwiczenia - od około 15% dobowego wydatku u osób prowadzących siedzący tryb życia do nawet 40% u osób prowadzących bardzo aktywny tryb życia,
• termogeneza pokarmowa - około 10% dobowego wydatku energii (związana z termicznym efektem pożywienia).

Największy wpływ na spoczynkową przemianę materii (60-70%) mają mięśnie i inne składniki spalające energię. Beztłuszczowa masa ciała (fat free mass ang. FFM) to kości, spalające kalorie składniki ciała (np. mięśnie), organy wewnętrzne i płyn pozakomórkowy. Z kolei tkanka tłuszczowa przyczynia się tylko do 5-7% spoczynkowej przemiany materii.

Podstawowa przemiana materii (ang. basal metabolic rate, czyli BMR; polski skrót PPM) - ten parametr mówi nam, ile energii potrzeba na podtrzymanie podstawowych procesów życiowych: pracy serca, utrzymania temperatury, krążenia krwi, pracy mózgu, oddychania, procesów wewnątrzkomórkowych itd. PPM zależy w największej mierze od ilości mięśni w ciele, profilu hormonalnego (ilości testosteronu, DHT, kortyzolu, hormonu wzrostu, IGF-1, hormonów tarczycy: T4,T3; estrogenów), wieku, zdrowia, płci, sposobu odżywiania (diety).

Jak wyliczyć PPM?

Aby wyliczyć PPM można zastosować wzór Harrisa-Benedicta:

kobiety SWE (spoczynkowy wydatek energetyczny) = 655,1 + (9,563 x W) + (1,85 x H) – (4,676 x A)

mężczyźni SWE (spoczynkowy wydatek energetyczny) = 66,5 + (13,75 x W) + (5,003 x H) – (6,775 x A)

W = masa ciała (kg)

H = wzrost (cm)

A = wiek

Przykład: 30 letnia kobieta ważąca 70 kg przy 162 cm wzrostu:

PPM = 655,1 + (9,563 x 70) + (1,85 x 162) – (4,676 x 30) = 655,1 + 669.41 + 299.7 - 140.28 = 1483.93 kcal dziennie

Przykład 2: 35 letni mężczyzna, ważący 108 kg przy 180 cm wzrostu:

PPM = 66,5 + (13,75 x 108) + (5,003 x 180) – (6,775 x 35) = 2214.915 kcal dziennie

Należy teraz wyliczyć całkowite zapotrzebowanie kaloryczne mnożąc PPM przez współczynnik aktywności fizycznej, np. mała aktywność to przeliczniki 1.4-1,5, umiarkowana 1.7, duża 2.

Zakładamy, iż modelowa kobieta ma średnią aktywność fizyczną 1.7 x 1483.93 (PPM). Daje nam to 2522.7 kcal dziennie. Modelowy mężczyzna 1,7 x 2214.915 (PPM) = 3765.4 kcal dziennie.

BMR mówi nam o ilości energii, jaką musimy dostarczyć, by podtrzymać funkcje życiowe. Nie należy mylić tego wskaźnika z podażą energii właściwą do budowania masy.

BMR możesz obliczyć korzystając z kalkulatora: Tutaj

O ile 90 kg mężczyzna mający 175 cm wzrostu potrzebuje dziennie ~ 2000 kcal na podtrzymanie funkcji życiowych, to nawet przy niewielkiej aktywności fizycznej musi zjadać równowartość 2300-2500 kcal dziennie, aby zwiększać wagę ciała (i obwody mięśni). W uproszczeniu: mniej więcej BMR leży w granicach 20-25 kcal na każdy kilogram masy ciała. Jeśli chodzi o optymalną ilość białka, to próg zapewne leży w granicach 1.8 – 2.5 g protein na kg masy ciała, czyli 90 kg zawodnik dostarcza dziennie 162-225 g pełnowartościowych protein.

Czy mam szybki, czy wolny metabolizm?

Kiedy ostatni raz prowadziłeś skomplikowane i kosztowne badania laboratoryjne, które są w stanie ustalić, jaki masz metabolizm? Nigdy? To na jakiej podstawie wysnuwasz wniosek, iż masz „wolny metabolizm”? Same podstawowe badania profilu hormonalnego (np. testosteron, estradiol, TSH, fT3 - wolna trijodotyronina, fT4 – tyroksyna, LH, FSH, kortyzol, HB1Ac, glukoza na czczo, prolaktyna) już kosztują kilkaset złotych.

Co bardziej wpływa na metabolizm: aeroby czy trening siłowy?

10 średnio aktywnych fizycznie mężczyzn w wieku 22 ± 2 lata wykonało w odstępie 7 dni, 3 sesje równe pod względem ilości wydatkowanych kalorii:

• pierwszy trening był siłowy,
• drugi - „leniwe cardio” (moderate-intensity steady-state),
• ostatni - wysokiej intensywności aerobowy trening interwałowy.

Aby porównać sesje, nie różniły się one pod względem wydatkowania energii czy czasu trwania. Zbadano wskaźnik RMR (ang. resting metabolic rate) określający szybkość przemian metabolicznych w trakcie spoczynku.

Wyniki:

• 12 godzin po zakończeniu pracy RMR był wyższy w grupie treningu siłowego: 4.7 ± 0.67 mL/kg/min, w porównaniu do pozostałych grup,
• interwałowe aeroby zwiększyły RMR o 4.6 ± 0.62 mL/kg/min,
• niskiej intensywności aeroby zwiększyły RMR o 4.3 ± 0.58 mL/kg/min.

Jak widać, trening siłowy mocniej wpłynął na metabolizm spoczynkowy. Trening aerobowy ma wpływ na ten parametr, ale mniejszy. W kolejnym badaniu trening aerobowy, nawet trwający 40 minut, okazał się nieskuteczny w kontekście przyspieszania metabolizmu, gdyż podniósł REE po 19 godzinach tylko o 4%, co odpowiada 50 kcal (porównania REE w grupie, która nic nie robiła oraz w grupie aerobowej). REE był liczony dla doby.

Wniosek? Trening siłowy ma większy wpływ na metabolizm, w porównaniu do pracy aerobowej. Największy wpływ na metabolizm ma trening interwałowy. Zaś optymalny do redukcji tkanki tłuszczowej jest trening mieszany (sesja interwałowa, następnie po kilku minutach przerwy trening aerobowy).

Aktywność tarczycy a redukcja tłuszczu

70% trijodotyroniny (T3) jest związane z białkami (TBG, prealbuminami i albuminami). Z kolei T4 (tyroksyna) jest związane z TBG, prealbuminami i albuminami aż w 99%. Tylko wolna tyroksyna jest aktywna metabolicznie. Należy pamiętać, iż ostatecznie „efekty biologiczne wywołują wolne frakcje hormonów tarczycy w surowicy krwi, które stanowią tylko niewielki odsetek ich stężeń - 0,025% całkowitej T4 i 0,35% całkowitej T3.”

Znane są liczne przykłady osób, u których utrata wagi zależała od aktywności tarczycy, a wyższe stężenia T4 oraz T3 pozwoliły prognozować większą utratę wagi ciała w trakcie redukcji. Wykazano, iż w trakcie redukcji możliwe są duże spadki ilości całkowitego T4, wolnego T4, całkowitego T3 i wolnego T3 oraz TSH (największe spadki odnotowywano w pierwszych 6 miesiącach, później często praca tarczycy „odbijała się od dna” i odnotowywano wzrost stężeń T4, T3). Powiązano odkładanie się tkanki tłuszczowej z niższymi stężeniami wolnego T4 oraz podwyższonym TSH (u osób mających lekką nadwagę, ale przy normalnie funkcjonującej tarczycy).

Inne powiązania:

• niskie stężenia wolnej tyroksyny (T4) przy niewielkim wzroście całkowitego lub wolnego T3 (trijodotyroniny) były wykazywane u osób otyłych,
• progresywne odkładanie się tłuszczu powiązano z jednoczesnym wzrostem TSH oraz stężeń wolnego T3,niezależnie od wrażliwości insulinowej, innych parametrów metabolicznych,
• powiązano proporcje wolnego T3 do wolnego T4 z obwodem w pasie oraz BMI u osób otyłych,
• otyłość i niedoczynność tarczycy często występują razem. W jednym z badań wykazano, iż wśród osób otyłych 33% miało jawną, a 11% subkliniczną (łagodną) niedoczynność tarczycy,
• otyłość częściej występowała przy jawnej (46%), a nie łagodnej niedoczynności tarczycy (34%),
• im dłuższa i „ostrzejsza” redukcja, tym większego spadku T4 i T3 można się spodziewać (np. dieta 800 kcal dziennie doprowadza do spadku TSH, T4, T3, z kolei w innych badaniach odnotowano spadek T3, a T4 pozostało bez zmian). W badaniach Hulmi JJ i wsp. uzyskano 12% spadek wagi ciała oraz 35-50% redukcję tkanki tłuszczowej. W efekcie panie straciły 7.5 kg tłuszczu w 4 miesiące. Średnio 1.875 kg miesięcznie. Miało to wysoką cenę: 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 też spadek TSH,
• w jednym z badań wykazano 7-8% zmianę metabolizmu spoczynkowego po pojedynczej dawce lewotyroksyny, co oznacza utlenienie dodatkowo ~ 10 g tłuszczu (70-90 kcal), dlatego nic dziwnego, iż kulturyści, zawodniczki fitness i coraz częściej osoby trenujące rekreacyjnie sięgają po syntetyczne leki imitujące hormony tarczycy.

Nie warto stosować wyniszczających organizm diet dostarczających tylko 1200-1500 kcal dziennie. Z reguły traci się 50% efektów podobnej diety w ciągu 1 miesiąca przy zwiększonej podaży energii. U zwierząt restrykcje energetyczne przekraczające 40% prowadzą do zwłóknienia i apoptozy komórek serca oraz nasilenia w nich stresu oksydacyjnego, a także wydłużenia fazy skurczowej i rozkurczowej lewej komory serca. Upośledzenie relaksacji mięśnia sercowego jest wynikiem nagromadzenia w sarkoplazmie kardiomiocytów jonów wapnia.

Podsumowanie

Zarówno głodzenie się, jak i przejadanie, mogą skracać życie. Badanie tarczycy i interpretację wyników najlepiej powierzyć profesjonalistom, lekarzom. Bardzo często artykuły publikowane w Internecie dotyczące nadczynności lub niedoczynności tarczycy wprowadzają w błąd. Osoby zainteresowane zagadnieniem najwięcej skorzystają na lekturze publikacji „Robbins. Patologia” autorstwa V. Kumar, A.K. Abbas, J. C. Aster (wydawnictwo: Edra Urban & Partner). Zarówno posiadanie zbyt wolnego, jak i zbyt szybkiego metabolizmu, wcale nie musi być korzystne dla zdrowia, szczególnie długofalowo.

Referencje:

V. Kumar, A.K. Abbas, J. C. Aster; “ Robbins. PATOLOGIA” II wydanie

• https://sjp.pwn.pl/sjp/przemiana-materii;2510613.html
• Michał Plewa, Andrzej Markiewicz „Aktywność fizyczna w profilaktyce i leczeniu otyłości” Michał Plewa, Andrzej Markiewicz Katedra Fizjoterapii w Chorobach Narządów Wewnętrznych, Akademia Wychowania Fizycznego
• Res Q Exerc Sport. 2015 Feb 12:1-6.”]EPOC Comparison Between Isocaloric Bouts of Steady-State Aerobic, Intermittent Aerobic, and Resistance Training.” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25675374
•  “Increased Resting Energy Expenditure after 40 Minutes of Aerobic But Not Resistance Exercise”http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1038/oby.2006.236/full#f
• Gi Hyeon Seo1 and Jae Hoon Chung “Incidence and Prevalence of Overt Hypothyroidism and Causative Diseases in Korea as Determined Using Claims Data Provided by the Health Insurance Review and Assessment Service”https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4595353/
• Vahab Fatourechi, MD “Subkliniczna niedoczynność tarczycy: uaktualnienie wiadomości dla lekarzy pierwszego kontaktu” https://podyplomie.pl/medycyna/27087,subkliniczna-niedoczynnosc-tarczycy-uaktualnienie-wiadomosci-dla-lekarzy-pierwszego-kontaktu
• Hollowell JG, Staehling NW, Flanders WD, Hannon WH, Gunter EW, Spencer CA, et al. Serum TSH, T (4), and thyroid antibodies in the United States population (1988 to 1994): National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III) J Clin Endocrinol Metab. 2002;87:489–99.
• Bemben DA, Hamm RM, Morgan L, Winn P, Davis A, Barton E. Thyroid disease in the elderly. Part 2. Predictability of subclinical hypothyroidism. J Fam Pract. 1994;38:583–8.
• Oliver A. Leach, Gijs I. van Boxel “Choroby wewnętrzne” wydanie 4
• Mark P. J. Vanderpump „The epidemiology of thyroid disease” https://academic.oup.com/bmb/article/99/1/39/298307
• Tiziana Di Matola,1 Pio Zeppa,2 Maurizio Gasperi,3 and Mario Vitale2 „Thyroid dysfunction following a kelp-containing marketed diet” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4216876/
• Joanna Karpińska1, Bożena Kryszałowicz1, Anna Błachowicz1, Edward Franek „Pierwotne, wtórne i jatrogenne zaburzenia czynności tarczycy”
• 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
• Kathleen Deska PAGANA, Timothy J. PAGANA „Testy laboratoryjne i badania diagnostyczne w medycynie”
• Katarzyna Lachowicz, Ewelina Pałkowska-Goździk, Danuta Rosołowska-Huszcz „Aktywność osi podwzgórze-przysadka-tarczyca (HPT) i funkcjonowanie mięśnia sercowego w warunkach deficytu energetycznego”https://phmd.pl/api/files/view/282078.pdf