Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024
i

Aktuální číslo:

2024/7

Téma měsíce:

Čich

Obálka čísla

Cena za přemíru pohybu

 |  2. 10. 2023
 |  Vesmír 102, 563, 2023/10
 |  Téma: Pohyb

Globální epidemii obezity způsobuje naše dlouhodobě pozitivní energetická bilance. Jinými slovy, lidé (zdaleka nejen v nejbohatších zemích) dnes konzumují více kalorií, než spotřebují. Dlouhá léta jsme si mysleli, že významný podíl na této nerovnosti má snížený energetický výdej. Hýbeme se přece méně než naši předkové, a tak pálíme méně kalorií a dostáváme se do kalorického nadbytku. Není tedy divu, že jsme tlustí. Celé je to ale poněkud složitější.

Patrně nikdo nebude rozporovat, že vedeme život v mnohém odlišný od života našich předků. Vedeme život sedavý. Méně se hýbeme – v práci i ve volném čase. Překvapivé je, že pálíme více energie než naši předkové.

Tvrzení o sedavém způsobu života by přitom sváděla k předpokladu přesně opačnému – pokud se méně hýbeme, bylo by naprosto logické, kdybychom energie spotřebovávali méně. Přesněji řečeno, spalovali bychom méně kalorií aktivním pohybem (kalorie zde budeme brát jako jednotky spotřebované energie). Aktivní činnost je totiž jen jedna položka na celkovém seznamu způsobů, jimiž spotřebováváme energii – spolu s bazální energetickou spotřebou (energií, kterou musíme vynaložit k tomu, abychom se udrželi naživu) a energií nutnou k samotnému strávení potravy.

Věříme-li statistickým trendům, pak víme, že průměrný člověk vydává pohybem více energie, než vydával jeho starší příbuzný žijící v roce 1980 [1]. A aby toho nebylo málo, ukázalo se, že spotřeba energie moderním člověkem je prakticky stejná jako u lidí žijících v kulturách „lovců a sběračů“, přestože jsou výrazně aktivnější než my.

Teorie o tom, kterak se méně hýbeme, a proto tloustneme, má ještě jeden poměrně podstatný problém. Dnes již víme, že zvýšení fyzické aktivity nevede nutně k úbytku tělesné hmotnosti (tedy, jak tomu obvykle říkáme, ke „zhubnutí“). Důvod je prostý – tělo velmi rádo kompenzuje odchylky [2].

V praxi to znamená, že jdeme-li si zaběhat a jsme šťastni, udělali jsme něco pro své zdraví, naše tělo ví, že jsme pro tento pocit obětovali nezvykle velké množství energie. A obětovat nezvykle velké množství energie naráz není něco, co by se tělu z evolučního hlediska příliš líbilo – a tak si vyvinulo mechanismy, kterými nás nutí šetřit tuto energii jinde.

V praxi to znamená, že se po takovém běhu nechceme po zbytek dne příliš hýbat, což si nemusíme ani uvědomit – konzervace energie probíhá nenápadnými mechanismy, jako je například omezení spontánních pohybů (podupávání nohou, „neklidné“ ruce a podobně). V dlouhodobém měřítku může dojít ke změnám, v jejichž důsledku spotřebujeme méně energie na procesy, které naše tělo považuje za „méně důležité“, a tak spotřebujeme za den stejné množství energie bez ohledu na to, jak moc se hýbeme. Říkáme tomu model energetické kompenzace (viz obr. 2).

Energetická kompenzace

Je-li model energetické kompenzace správný (a prozatím není důvod o tom pochybovat), má několik důležitých implikací.

Chvíli trvá, než dojde k úplnému metabolickému přizpůsobení se zvýšenému výdeji energie. Pokud jste snad někdy přemýšleli nad tím, proč každá zázračná dieta a každý dokonalý tréninkový plán funguje v průměru šest až osm týdnů, máte odpověď přímo před sebou. Dosáhneme-li zvýšeného akutního výdeje energie (například tvrdým tréninkem), nějakou dobu potrvá, než se na něj tělo adaptuje – tuto dobu tedy skutečně strávíme v kalorickém deficitu (za předpokladu, že náš příjem potravy se nikterak nezmění). Pokud pokračujeme v tréninkovém trendu déle, dojde ke změně fungování našeho těla a k metabolickému vyrovnání.

Znamená to tedy, že bychom se měli přestat hýbat? V žádném případě! Pohyb je jedna z nejdůležitějších věcí, které můžeme udělat pro své (nejen metabolické) zdraví. Při svalové práci se vyplavuje mimo jiné množství signálních látek (jako jsou například myokiny), které přispívají k našemu zdraví i jinými než muskuloskeletárními cestami; rozumná míra fyzické aktivity je spojena se snížením rizika u většiny chorob.

Slovo „rozumná“ je však potřeba v tomto kontextu podtrhnout. I když je pravděpodobně bezpečné předpokládat, že většině z nás by více pohybu jen prospělo.

Háček je navíc v tom, že tato kompenzace neznamená, že budeme pálit méně energie pohybem samotným – říká jen, že budeme spotřebovávat stejné množství kalorií bez ohledu na to, jak moc se hýbeme. Jak je to možné? Naše tělo omezí jiné energeticky náročné procesy, například fungování imunitního systému.

Energeticky náročná imunita

Imunitní systém je jeden z energeticky nejnáročnějších systémů našeho těla. Vrozená imunita (často se nazývá také přirozená či nespecifická) je energeticky náročnější než imunita získaná (adaptivní neboli specifická). Je to poměrně logické – tam, kde specifická imunita jde cestou precizního zacílení a maximální efektivity, vrozená imunita aplikuje taktiku síly a množství. Procesy jako fagocytóza, aktivace inflamozomu či tvorba extracelulárních sítí buňkami nespecifické imunity vyžadují obrovské energetické zdroje [3] – a z tohoto pohledu se tedy nezdá být chytrým rozhodnutím hubnout uprostřed chřipkové sezony. Mohlo by se totiž stát, že kalorický deficit nutný k hubnutí ovlivní správnou funkci imunity.

Budeme-li dále pátrat po vztahu dostupnosti kalorií a naší obranyschopnosti, přijdeme na to, že tento vztah je hlubší, než by se na první pohled mohlo zdát.

Vyrůstá-li člověk v chronickém nedostatku kalorií, projeví se to na jeho tělesném vzrůstu a velikosti orgánů. Dá se přitom očekávat, že orgány, které jsou důležité pro splnění našeho biologického imperativu – totiž mozek a reprodukční ústrojí – budou nedostatkem kalorií zasaženy nejméně. Poměrně nedávno ale vyšlo najevo, že existuje zajímavý vztah mezi aktivitou imunitního systému v dětství a tělesným vzrůstem [4]. Ti, kdo v mládí bojovali častěji s infekcemi, vyrostli v průměru méně než ti, jejichž imunitní systém nemusel být tolik aktivní. Z toho vyplývá, že evoluce raději přesune dostupné energetické zdroje směrem k imunitě, než aby je investovala do tělesného vzrůstu – pokud tedy nemá dostatek zdrojů na to, aby „uživila“ obojí. Otázkou zůstává, nakolik je tento jev relevantní pro naši populaci, která naštěstí nedostatkem zdrojů trpí jen málokdy.

Podívejme se na věc z druhého pólu – tedy z pohledu vrcholového sportovce. Jeho kalorický výdej je extrémní. Ve světle toho, co jsme si vysvětlili výše, není asi překvapením, že tito sportovci nebývají nejzdravější. Přitom víme, že tělesná aktivita imunitnímu systému z dlouhodobého hlediska jednoznačně prospívá – například tím, že aktivní lidé mají méně chronických zánětů a jejich imunita je tak vyváženější. Klíčem se zdá být, jak je v biologii obvyklé, dávka. Dostáváme se zde opět k tomu, že „rozumná“ fyzická aktivita se jeví jako velmi prospěšná, kdežto přetrénování a velmi intenzivní činnost mohou být spíše na škodu.

Nižší bazální metabolismus

Průměrná tělesná výška a hmotnost postupně roste. To znamená, že dnes při každém pokusu o pohyb spotřebováváme více energie, než by vynaložil náš menší a subtilnější předek. Větší masa člověka je prostě sama o sobě energeticky náročnější. Zatímco lze tedy s úspěchem předpokládat, že objemnější člověk bude mít nižší tendenci se pohybovat, jeho hmotnost zároveň způsobí, že spotřebuje více energie už jen tím, že je větší. I když je bezpochyby možné ztloustnout proto, že se málo hýbeme, pravý důvod pro globální zvýšený výskyt obezity budeme muset hledat jinde než v argumentaci líným moderním člověkem.

Naši celkovou spotřebu energie tvoří i jiné složky než jen pohybová aktivita. Bazální metabolický výdej je počet kalorií, které musíme spotřebovat jen na to, abychom se vůbec udrželi při životě. Nic víc. Bazální metabolismus obvykle měříme u lidí ležících (nikoli však spících) a lačných, protože i termický efekt potravy je v tomto scénáři jaksi „nad plán“ obyčejného přežití. K tomu, abychom se naší bazální metabolické potřeby dopočítali, lze vzít i kalorimetrická data měřená po kratší časový úsek, a ty pak teoreticky propočítat na celých 24 h.

Na první pohled by se zdálo, že tato složka celkové energetické spotřeby se nemění – bazální metabolismus přece zůstane bazálním metabolismem. Z dlouhodobějšího pohledu ovšem situace vypadá malinko jinak. Jak ukázala skupina okolo Johna Speakmana [5], průměrný bazální metabolický výdej člověka se v posledních desetiletích lehce, ale jasně snižuje – dokonce natolik, že autoři označili rozdíl za možnou příčinu epidemie obezity. Vezmeme-li tyto výsledky v potaz a akceptujeme- li, že se bazální metabolismus člověka zpomaluje (přesněji, že se snižuje množství energie potřebné na udržení našeho života), musíme – v kontextu toho, že celkové průměrné množství spotřebované energie zůstává víceméně konstantní (s trendem naznačujícím spíše zvýšení) – konstatovat, že kompenzace snižujícího se bazálního metabolismu musí přijít v podobě zvyšující se spotřeby energie aktivním pohybem.

Jednoduše řečeno, zpomaluje-li se náš bazální metabolismus, ale přitom spotřebováváme v průměru čím dál více kalorií, musí tato nerovnost být kompenzována jinde – tedy v tom, že spálíme více energie fyzickou aktivitou.

Tento efekt byl vskutku pozorován (víc u mužů než u žen) a byl výraznější v případě, kdy se do výpočtů zahrnula korekce na tělesnou hmotnost (protože, jak jsme si vysvětlili výše, je logické očekávat vyšší energetický výdej u většího jedince). Trend klesajícího bazálního metabolismu přitom potvrdila i data jiných autorů, a to až století nazpět.

Proměny stravy

Proč nám klesá bazální metabolická potřeba? To nikdo doopravdy neví. Faktorů, o kterých se dá úspěšně spekulovat, může být několik. V první řadě je to naše strava.

Ačkoli zde celou dobu diskutujeme čistě o kaloriích a metabolickém obratu, není pochyb o tom, že složení stravy je důležitým faktorem ovlivňujícím metabolismus. Během poslední stovky let se naše strava změnila velice významně, a s nástupem takzvaných „ultra-zpracovaných potravinářských produktů“ v posledních dekádách by dávalo smysl i to, že naše bazální spotřeba energie klesá čím dál rychleji. Tyto průmyslově zpracované výrobky přinesly do naší stravy několik významných zásahů. Jmenujme například snížení celkového množství vlákniny a tuků, včetně dramatické změny v druzích tuku, které konzumujeme.

Zatímco v roce 1910 jsme ve stravě měli asi 90 procent tuku ze živočišných zdrojů, dnes jich naše dieta obsahuje jen asi 15 procent. Zvýšený příjem nasycených tuků je přitom spojen s vyšší bazální metabolickou spotřebou, byť zatím jen na myších modelech.

Snížení konzumace vlákniny jde ruku v ruce s tím, jak jsou nám v průmyslově zpracovaných potravinách předkládány sacharidy. Sacharidy (a specificky cukry) byly mnohokrát označeny jako příčina našeho globálního tloustnutí, neboť například ve formě sirupu s vysokým obsahem fruktózy (HFCS) jsou v průmyslově zpracovaných potravinách přítomny v excesivním množství. Bylo by velmi jednoduché hodit vše na cukr, nebýt jednoho prostého faktu – zatímco v posledních dvaceti letech celkový příjem cukru klesá, incidence obezity je stále na neotřesitelném vzestupu.

A co tělesná teplota ?

Zazněly i názory opačné, totiž že změny v aktivitě a bazálním metabolismu jsou příčinou změn v tělesné teplotě [6] a (což je pravděpodobně obecněji přijímaný názor) že redukce tělesné teploty je dána tím, že nejsme nuceni vydávat tolik energie na imunitní funkce (jsme zdravější než naši předci, například méně bojujeme se záněty a s infekcemi).

Zatímco data ze studií na zvířatech jsou v tomto směru rozporuplná (ukazují například i paradoxní zvýšení bazálního metabolismu, zbavíme-li zvíře parazitů, a tím teoreticky „ulehčíme“ jeho imunitě), u lidí, zdá se, nemáme zatím o energetické náročnosti imunity pochyb. V tomto kontextu se také nabízí argument, proč nechodit cvičit, cítíme-li, že „na nás něco leze“ – tělo patrně potřebuje veškerou dostupnou energii k tomu, aby aktivovalo imunitní systém.

Nemůžeme vyloučit ani možnost, kterou ve vědě musíme mít na paměti pořád: zkreslení při měření. Artefakty mohou pramenit například ze špatné kontroly teploty místnosti, ve kterých se BMR měří, anebo z nedokonalosti používaných rekvizit – například náústků použitých při kalorimetrickém měření (ty samotné prý dokážou uměle „zvýšit“ metabolismus asi o 6 procent).

Možných pohledů je tedy vícero a na rozřešení problému, co doopravdy může za alarmující nárůst výskytu obezity, si ještě chvíli počkáme. 

Literatura

[1] Westerterp K. R., Speakman J. R.: Int. J. Obes., 2008, DOI: 10.1038/ijo.2008.74.

[2] Pontzer H.: Physiology, 2018, DOI: 10.1152/physiol.00027.2018.

[3] Hortová-Kohoutková M. et al.: BioEssays, 2023, DOI: 10.1002/bies.202000067.

[4] Urlacher S. S. et al.: PNAS, 2018, DOI: 10.1073/pnas.1717522115.

[5] Speakman J. R. et al.: Nat. Metab., 2023, DOI: 10.1038/s42255-023-00782-2.

[6] Yegian A. K. et al.: Current Biology, 2021, DOI: 10.1016/j.cub.2021.09.014.

Ke stažení

TÉMA MĚSÍCE: Pohyb
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie

O autorovi

Adam Obr

Mgr. Adam Obr, Ph.D., (*1988) vystudoval buněčnou biologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Profesně nádorový biolog, který se v současné době zabývá imunoterapií leukémií, ale ve volném čase vrtá do problémů okolo výživy a sportu. Má dvě děti, vzpírá a hraje na bicí.
Obr Adam

Další články k tématu

Svět v pohybu

Když jsme před více než rokem připravovali plán témat letošního ročníku, nad pohybem nevznikla větší diskuse ani v redakci, ani na setkání...

Od Newtonových pohybových zákonů k simulaci buňkyuzamčeno

Molekuly uvnitř buněk jsou v neustálém pohybu. V tomto nepřehledném reji, kterého se účastní miliardy tanečníků různých velikostí, tvarů a...

Pozor, pohyb!uzamčeno

Při sledování svého okolí často potřebujeme zaměřit pozornost na více předmětů najednou. Zatímco při řízení auta to vyžaduje uvědomování polohy...

Nad vodou se blýskáuzamčeno

Osoby trpící chorobným strachem ze zasažení bleskem (keraunofobií) mohly mít dosud pocit, že lze spásu hledat na hladině oceánů. Pravděpodobnost,...

Doporučujeme

Algoritmy pro zdraví

Algoritmy pro zdraví

Ondřej Vrtiška  |  8. 7. 2024
Umělá inteligence proniká do medicíny a v následujících letech ji nejspíš významně promění. Regina Barzilay z MIT má pro vývoj nástrojů...
Mají savci feromony?

Mají savci feromony?

Pavel Stopka  |  8. 7. 2024
Chemická komunikace je způsob předávání a rozpoznávání látek, jímž živočichové získávají informace o jiných jedincích, o jejich pohlaví a věku, o...
Jak funguje moderní speleologie

Jak funguje moderní speleologie uzamčeno

Michal Filippi, Jan Sirotek  |  8. 7. 2024
Přesně před 150 lety byla na prodej Mamutí jeskyně. Systém, který do té doby sloužil jako místo pro těžbu ledku z guana, byl k mání za pouhých...