Test metabolickej flexibility – Termogenéza chladom

Ruskí športovci to využívajú pre zvýšenie výkonov od 40-tych rokov 20. storočia. NASA to začala skúmať koncom 60-tych rokov a následne to testovala na šerpoch. Neskôr ich technológiu licencovala spoločnosť VASPER. Dnes to využívajú vrcholoví športovci a bolo to jedno z tréningových tajomstiev Michaela Phelpsa a Lanca Armstronga. Zároveň je to jedna z najúčinnejších metód pre spaľovanie telesného tuku, spomalenie starnutia a liečbu viacerých zdravotných problémov. Predstavujem vám termogenézu chladom…

Čo dokáže adaptácia na chlad

Napadlo vás niekedy prečo boli a sú ruskí a americkí športovci takí dobrí a porážajú väčšinu svojej konkurencie? Áno, máte pravdu, je ich proste veľa, majú lepšie tréningové podmienky a finančné zázemie a čo si budeme klamať, najmä v minulosti nebola anti-dopingová kontrola tak vyspelá ako dnes. Ale verte mi, že toto nie sú jediné príčiny ich úspechu.

Jednou z nich je otužovanie, alebo lepšie povedané termogenéza chladom (CT- Cold Thermogenesis). Neveríte? Tak po prečítaní tohto článku uveríte a ak ste predsa len skeptik, tak si to jednoducho vyskúšajte na sebe a presvedčte sa.

Vezmime si takých šerpov z Nepálu, ktorí poznajú Himaláje a Mount Everest lepšie než ktokoľvek iný a dokážu podávať neuveriteľné výkony v tých najdrsnejších podmienkach. Čo šerpov, spolu s mnohými ruskými a americkými športovcami odlišuje od drvivej väčšiny ľudí a zvyšných športovcov?

Je to adaptácia na chlad (v tomto článku ju a CT považujem za to isté). A že to nie je len taký hocijaký rozdiel vás presvedčí pokračovanie mojej série článkov o metabolickej flexibilite.

Nie náhodou sa pred pár desaťročiami začala o CT zaujímať NASA, ktorá si nedokázala vysvetliť, prečo sa astronauti vracajú z misií výrazne schudnutí a zároveň je ich výkonnosť zvýšená. Preto začala skúmať šerpov a zistila, že majú o 300 až 500% zvýšený pokojový metabolizmus než ľudia, ktorí s nimi vystupujú na najvyššie vrcholy sveta.

Šerpovia sa dokážu adaptovať na chlad v horských podmienkach len za 3 až 4 dni, zatiaľ čo iným horolezcom to trvá približne 3 týždne. Okrem toho majú vysoké VO2 max a dokážu vyniesť obrovský náklad až na samý vrchol. Väčšina ľudí by to ani neprežila, nieto ešte dokázala.

Nasa neskôr predala svoju technológiu spoločnosti VASPER. Tá dnes ponúka revolučnú metódu tréningu v simulovaných chladných podmienkach, ktorú dnes využívajú špičkoví športovci, pretože za krátky čas získajú mnohé výhody.

Niekoľkonásobný olympijsky medailista a rekordér v plávaní Michael Phelps bol známy tým, že často plával v bazéne s teplotou vody 10-15°C a využíval CT ako tréningovú stratégiu. Vďaka CT dokázal skonzumovať až 12 000 kcal denne a pritom zostať štíhly. Cyklistický fenomén Lance Armstrong síce nikdy presne neprezradil svoje tréningové metódy, ale údajne mal v dome inštalovaný stacionárny bicykel v mraziaku, na ktorom trénoval. Vďaka tomu by tiež mohol skonzumovať obrovské množstvo kalórií a stále zostať extrémne štíhly (žeby to bol jeho skutočný doping).

CT má hneď niekoľko výhod pre športovcov, medzi ktoré patrí zvýšenie VO2 max, tvorba nových mitochondrií a zvýšenie ich funkcie (lepšia tvorba energie), podpora tvorby svalovej hmoty, rýchlejšia regenerácia (menej zápalov) či optimalizácia hormónov. Okrem nich je CT skvelý nástroj ako vyčerpať zásoby glykogénu a to aj bez cvičenia. To dáva telu ďalšie signály, ktoré vedú k zvýšenému spoliehaniu sa na tuky a šetreniu svalového glykogénu, čo je jeden zo svätých grálov pre vytrvalostných športovcov.

CT však neponúka len výkonnostné výhody, ale aj prevenciu a alternatívnu liečbu mnohých zdravotných problémov a ochorení ako je:

• Obezita
• Inzulínová rezistencia
• Cukrovka
• Infekčné ochorenia
• Problémy so štítnou žľazou
• Autoimúnne ochorenia
• Hormonálna nerovnováha (stresové, pohlavné, reprodukčné a iné hormóny)

A nielen tie, CT výrazne znižuje pocit bolesti a zápaly v tele a keďže tie sú prepojené s chronickými ochoreniami, môže pomôcť v liečbe veľkého množstvo chorôb. CT tiež pomáha dostať do rovnováhy stresové hormóny, zvýšiť hladinu pohlavných a reprodukčných hormónov a ako bonus dokáže spomaliť starnutie (1), čím aj chráni pred chronickými ochoreniami.

V roku 2006 vedci zo Scripps Research Institute zistili (2), že trangénne myši v teplotou nižšou o 0.3-0.5°C oproti normálnym myšiam (vďaka zvýšenej expresii uncoupling protein 2 v hypokretínových neurónoch – Hcrt-UCP2. Ten zvyšuje teplotu v hypotalame čím ho núti znížiť telesnú teplotu) žili dlhšie než normálne myši. Samce žili o 12% dlhšie a samičky až o 20%, pričom jedli rovnaké množstvo kalórií ako normálne myši.

Už je dlhšie známe, že chladné prostredie predlžuje život chladno-krvných zvierat ako červy, muchy a ryby. Vedci však nevedeli prečo tomu tak je, ale jeden nedávny výskum na škrkavkách (hlísty) objavil jednu z možností. Chladný vzduch aktivoval receptor TRPA1 kanál, objavený v nervových a tukových bunkách hlístovcov a TRPA1 následne preniesol vápnik do buniek. Výsledný reťazec signalizácie nakoniec dosiahol gén DAF-16/FOXO, ktorý súvisí s dlhovekosťou. Tieto mechanizmy fungujú aj u človeka, takže možno to je mechanizmus, ktorým chlad predlžuje život. Výskum v tejto oblasti je však stále v plienkach, takže nič nie je definitívne.

Chlad máme v DNA

Nič z toho však nie je náhoda ak pochopíte, ako ovplyvňuje CT organizmus a ako je doslova zapísaná v našej DNA. Počas celej evolúcie boli organizmy vystavované extrémnemu chladu a je možné predpokladať, že samotný život vznikol v zmrznutom svete na dne oceánov. Nielen to, väčšina života na našej planéte stále žije v chladných podmienkach (v oceánoch a horských oblastiach).

90% života na našej planéte je adaptovaná na chlad. 

Preto naše organizmy doslova očakávajú pravidelný chlad, ako keď cicavce v zime hibernujú, ale v dnešnej dobe im ho nedávame a tým strácame obrovskú výhodu. Aj vďaka absencii očakávaného chladu dnes môžeme vidieť obrovský nárast inzulínovej rezistencie, cukrovky, autoimúnnych ochorení či slabú imunitu u ľudí. Prečo?

Pretože chlad mení našu biológiu, chémiu a fyziku. 

A naša biológia je nastavená tak, aby zima napravila poškodenia vytvorené v lete. V chlade fungujú hormóny a nervový systém úplne inak. V chlade napríklad nefunguje inzulín a leptín ako zvyčajne a dominuje sympatický nervový systém. Pri nízkych teplotách sa v tele spomaľujú chemické reakcie a proteíny a enzýmy sa správajú odlišne. Preto cicavce adaptované na teplo nikdy nedokážu to, čo dokážu cicavce adaptované na chlad.

Zamysleli ste sa niekedy, prečo obsahujú ryby žijúce v chladných vodách tak veľa omega-3 mastných kyselín (DHA a EPA) vo svojich tkanivách? Poradím vám, skúste dať rybí olej a bravčovú masť do chladu, čo sa stane? A čo by sa stalo rybám, ak by mali v sebe zloženie ako má masť (veľa mononenasýtených a nasýtených tukov)?

Presne tak, zmrzli by na kameň. Preto musia ich bunkové membrány obsahovať veľa omega-3 tukov, ktoré sú tekuté aj pri nízkych teplotách a sú potrebné pre správnu bunkovú signalizáciu. V tomto smere sú tiež oveľa účinnejšie než omega-6 tuky. Tu mimochodom prichádza zaujímavá teória, ak ste adaptovaný na teplo, pravdepodobne nepotrebujete toľko omega-3 tukov v strave (ale stále nejaké potrebujete a viac než prijíma väčšina ľudí v dnešnej dobe).

Takže chlad vyžaduje, aby sa niektoré polynenasýtené mastné kyseliny (omega-3 a 6) dostali do bunkových membrán. A presne to sa deje u cicavcov, ktorí sa chystajú hibernovať. Tesne pred zimným obdobím sa prirodzene a nezávisle na strave zvyšuje obsah omega-6 tukov v ich bunkových membránach, najmä v srdci a pečeni (3) a počas zimy sa zvýši aj ich obsah omega-3. To im umožní bezpečne prežiť chladné obdobie. Tieto poznatky zároveň menia doterajšie vnímanie o polynenasýtených tukoch, pretože donedávna sa myslelo, že len strava môže zmeniť ich množstvo v bunkových membránach.

Počkať, nie je vysoký obsah omega-6 tukov v bunkových membránach pro-zápalový a nie je náhodou spojený so srdcovo-cievnymi ochoreniami, cukrovkou, Alzheimerovou chorobou a inými chronickými ochoreniami? Áno, je. A tento proces je podporený vyšším príjmom sacharidov v strave a inzulínom, ktoré urýchľujú pridávanie omega-6 tukov do bunkových membrán. Takže keď konzumujete sacharidy, dávate telu signál, že príde zima.

Sacharidy sú hojne dostupné v teplom podnebí, pretože vtedy majú rastliny ideálne prostredie pre rast. Takže konzumácia niektorých prirodzených sacharidov má svoje opodstatnenie v jarnom a letnom období, aspoň v našom podnebí.

Avšak naše biologické rytmy očakávajú príchod zimy, ktorá opäť zmení obsah polynenasýtených tukov (PUFA) v membránach. Ako preukázal výskum na alpských svišťoch, obsah PUFA v bunkových membránach sa na jar po skončení hibernácie prudko zníži a vráti do pôvodných hodnôt. Podľa vedcov tento mechanizmus pravdepodobne platí aj u ľudí, pretože výskyt infarktov spojený s vyšším pomerom omega-6/omega-3 v membránach dosahuje vrchol na konci zimy.

Lenže človek je jediný tvor, ktorý dokáže kontrolovať svoje prostredie, a preto zima nikdy nepríde u väčšiny ľudí. Vďaka tomu sa nezníži hladina omega-6 tukov v membránach buniek, čo zvyšuje riziko chronických ochorení. Nielen to, väčšina ľudí sa celoročne „napcháva“ sacharidmi, čo je absolútne v rozpore s našimi biologickými rytmami.

Zamyslite sa, jedli naši dávni predkovia v zimnom období banány 31.12.? Dokážete v zime dopestovať nejaké obilniny, strukoviny, ovocie či zeleninu? Áno, dnes si ich možno dokážete uskladniť aj na zimu, ale ako dlho majú ľudia túto možnosť? 5 000-12 000 rokov? Menej či viac? Z pohľadu evolúcie je to len kvapka v mori.

Takže rovnako ako je prirodzené konzumovať niektoré čerstvo dopestované sacharidy v teplom období, je prirodzené v zimnom období konzumovať ketogenickú stravu, ktorá by mala obsahovať dostatok omega-3 tukov DHA a EPA, aby organizmus fungoval na plné obrátky.

Napríklad šerpovia musia jesť len čistú masť a maslo pre udržanie hmotnosti (a aj tak schudnú), keď opustia základný kemp a šplhajú k vrcholu. Rovnako cicavce preferujú v zime zvierací tuk, čo je ovplyvnené chuťovým orálnym receptorom CD36, ktorý je prepojený s mozgom a sprostredkováva chuť tukov (4, 5). Okrem toho chlad znižuje hladinu NPY (Neuropeptide Y) a AgRP (Agouti-related peptide), čo potláča chuť na sacharidy a jedlo všeobecne.

Pokiaľ praktizujete CT nepretržite a ste celoročne adaptovaný na chlad, ketogenická strava je pre vás veľmi vhodná aj celoročne. A naopak, ak ste adaptovaný na teplo a konzumujete ketogenickú stravu, tak prichádzate o veľké výhody a tiež narúšate svoje biologické hodiny (aj keď s oveľa menšími následkami). Preto je CT veľmi dôležitá na ketogenickej strave a tá je zasa dôležitá pre ľudí adaptovaných na chlad.

Napríklad výskum NASA zo 70-tych rokov zistil, že cicavce nedokážu zvýšiť vstrebanie glukózy do svalov, ak sú vystavené chladnému prostrediu, pretože chlad si vyberá epigenetický program, ktorý zvyšuje dodávku tukov a ketónov do aktívnych svalov počas cvičenia.

Lenže čo sa stane, keď zima nepríde a vy jete ďalej sacharidy a ešte k tomu tie neprirodzené, „ne-lokálne“ a „ne-čerstvé“? Presne tak, obsah omega-6 tukov v bunkových membránach bude príliš vysoký, čo zvyšuje tvorbu zápalových cytokínov, vedie k leptínovej  a inzulínovej rezistencii a urýchľuje starnutie. Zvyšok si domyslite.

Možno vás napadla otázka, čo by mal jesť človek žijúci celoročne v teplom podnebí. Dobrá otázka. Ešte raz pripomínam, že zvýšenie obsahu omega-6 tukov v bunkových membránach pravdepodobne nie je úplne závislé na strave ani u človeka. Takže aj biologické rytmy človeka žijúceho v teplom podnebí sú nastavené tak, že obsah omega-6 v membránach sa zvýši v určitom období tak či tak. To znamená, že tento človek má stále vo svojom DNA zapísaný chlad a jeho organizmus očakáva jeho pravidelný príchod.

Ak je táto teória správna, človek žijúci v teplom podnebí by sa mal snažiť byť adaptovaný na chlad a mal by vystavovať svoje telo chladu, minimálne v určitom období roka. Zároveň by v tomto období mal výrazne znížiť príjem sacharidov vo svojej strave, aby nedával telu signál, že zima ešte len príde.

Ak tento človek bude adaptovaný na chlad celoročne, ketogenická alebo nízkosacharidová strava môže byť pre neho veľmi vhodná počas celého roka. Mimochodom, prečo „megatučné“ rastliny ako kokos, palmy, orechy a semená rastú v tropických oblastiach? Ak bude naopak adaptovaný na teplo a bude konzumovať nadbytok sacharidov celoročne, tak bude musieť niesť následky, ktoré pre neho nebudú príjemné (pozrite sa ako dopadli Inuiti po prechode do teplého prostredia a na stravu s ním spojenú).

Leptínovo-melanokortínová „praveká“ cesta

Len málokto vie, že cicavce žijú v dvoch metabolických cestách, ktoré sú im dané evolučne a boli využívané počas 67 miliónov rokov ich evolúcie. Jedna cesta dominuje na jar a v lete a druhá na jeseň a v zime. Tá druhá staroveká cesta sa nazýva leptínovo-melanokortínová cesta a keďže dnes už nie je veľmi využívaná, u mnohých ľudí nastali mutácie v génoch tejto cesty, čo má úzke prepojenie s obezitou (5, 6, 7).

Určite ste už niekedy počuli o cirkadiánnych rytmoch, čo sú naše 24-hodinové rytmy riadené našimi biologickými hodinami a sú silno ovplyvnené zmenami svetla a tmy. Napríklad stresový hormón kortizol sa prirodzene najviac vylučuje ráno s príchodom svetla, čo nás má prebudiť zo spánku. Na večer jeho hladina klesá, aby sme mohli pokojne zaspať. Podobne sú nastavené aj iné hormóny, ktorých hladinami sa počas dňa prirodzene mení, rovnako ako sa mení počas dňa telesná teplota.

Hlavní kontrolóri týchto rytmov sú suprachiazmatické jadrá (SCN), ktoré sa nachádzajú v hypotalame (časť mozgu). SCN však nemonitorujú len striedanie svetla a tmy, ale aj sezónne zmeny chladu a tepla v našom prostredí (8). Chlad dokáže zmeniť všetky normálne biologické rytmy, ktoré sú funkčné, keď sú SCN riadené svetlom. Veľký podiel má na tom hormón leptín, ktorý vylučuje naše tukové tkanivo a ktorý riadi náš energetický metabolizmus. To znamená, že leptín v podstate riadi aj naše biologické rytmy.

Leptín dokáže navodiť zvýšenie neuropeptidu VIP (vasoactive intestinal peptide), ktorý reguluje cirkadiánne rytmy a stará sa o to, aby SCN boli riadené svetlom. Vtedy leptín riadi metabolizmus a spánok podľa cyklov svetla a tmy.

To však neplatí v chladnom podnebí, kedy sa leptín riadi receptormi na chlad na povrchu pokožky. Tie dávajú signály mozgu dvoma spôsobmi. Jeden je cez osu mozog-črevný trakt (receptor v ústach CD36) a druhý je cez miechu priamo z receptorov na chlad.

Keď receptory (TRPM8) na povrchu našej pokožky zaznamenajú chlad (už pri 20°C), leptín navodí zvýšenie enzýmu eNOS (endoteliálna syntáza oxidu dusnatého), ktorý sa nachádza najmä v hnedom tuku. eNOS odpojí SCN od svetla a zameria ich k teplote, pretože vypne fotické účinky VIP na SCN. Takže prostredníctvom eNOS prinúti leptín SCN, aby prestali využívať svetlo pre riadenie cirkadiánnych rytmov a namiesto svetla využili teplotu. Tento proces otvára u cicavcov leptínovo-melanokortínovú cestu.

Chlad vypína kontrolu cirkadiánnych rytmov svetlom, ktoré sa namiesto neho riadia teplotou. 

Vtedy je veľkou chybou konzumovať sacharidy, pretože v chlade a bez svetla by ste žiadne nedopestovali a uskladnenie evolúcia ešte veľmi nepozná. A to myslím doslovne. Konzumácia sacharidov stimuluje vyššie spomenutý NPY (Neuropeptide Y), ktorý zvyšuje chuť na sacharidy a jedlo. NPY je tiež stimulovaný svetlom a je zvýšený počas leta, kedy svetlo prevažuje počas dňa. Vtedy NPY výrazne ovplyvňuje aj SCN.

V chlade sa naopak znižuje NPY, začo môže eNOS, ktorý priamo deaktivuje funkciu NPY v hypotalame. Keď je NPY nízky, potreba a chuť na sacharidy na prudko znižuje. Vtedy je vďaka leptínu v SCN nastavený nový program. Lenže ak budete jesť sacharidy, zvýšite v hypotalame NPY, ktorý zatvára leptínovo-melanokortínovú cestu, až kým organizmus znova nepocíti chlad a leptín cez eNOS ju otvorí.

Takže konzumácia sacharidov v chladnom období, alebo u ľudí adaptovaných na chlad, môže spôsobiť veľké nezhody v biologických rytmoch. A ak je správna teória, že chlad máme aj v dnešnej dobe vo svojej DNA, tak podľa neurochirurga Dr. Jacka Krusa neexistujú žiadne „safe starch“ (bezpečné sacharidy), ako mnohí experti tvrdia.

Práve Dr. Kruse rozsiahlo opísal leptínovo-melanokortínovú cestu a je veľký obhajca termogenézy chladom, ktorá mu pomohla schudnúť bez cvičenia 35 kg za 3 mesiace a 60 kg za 11 mesiacov. Ak chcete vedieť detailné účinky CT na zdravie a podrobnejšie spoznať pravekú cestu, ktorú máme v našej DNA, odporúčam vás rozsiahly 13-dielny článok o CT od Dr. Krusa.

Hnedý tuk a prečo by ste ho mali budovať

Ako je možné, že zvieratá dokážu prežiť dlhé zimné obdobie v spánku a bez jedla? A dokonca po zimnom spánku sú nielen schudnuté, ale aj svalnatejšie a výkonnejšie? Môže za to hnedý tuk, ktorý sa prirodzene nachádza aj u malých detí. Hnedý tuk sa nachádza najmä v oblasti krku (supraklavikulárna oblasť), hrudníka a brucha. Môžete ho nájsť v srdci, pľúcach, obličkách, nadobličkách a črevách a pozdĺž veľkých ciev (krčná tepna, aorta a iné). Vekom sa hnedý tuk stráca, ale to je do veľkej miery spôsobené našim teplomilným spôsobom života.

Keď naše kožné receptory (TRMP8) zaznamenajú chlad, aktivuje sa tvorba hnedého tuku z bieleho tuku, čo je spôsobené viacerými transkripčnými faktormi a koaktivátormi (PRDM16, PPAR-γ, C/EBPα, β, δ, PGC-1α, Zfp516, FGF21 – tento hormón je u hlodavcov aj vylučovaný hnedým tukom, irisín – tento hormón je produkovaný cvičením).

Zaujímavé je, že niektoré bunky hnedého tuku a svalové bunky zdieľajú rovnaký svalový faktor Myf5, čo znamená, že oba typy buniek pochádzajú z rovnakých mezenchymálnych kmeňových buniek. To, čo určuje, či sa z týchto kmeňových buniek stane bunka hnedého tuku, alebo svalová bunka, je transkripčný faktor PRDM16. Bunky, ktoré ho majú, sú premenené na bunky hnedého tuku a bez neho sú premenené na svalové bunky.

Jeden z kľúčových faktorov regulujúcich hnednutie tuku je PGC-1α, čo je zároveň hlavný regulátor tvorby nových mitochondrií (mitochondriálna biogenéza). Ak neviete, čo sú mitochondrie, tak si prečítajte môj prvý článok o metabolickej flexibilite. V skratke sú to energetické továrne našich buniek, v ktorých sa za pomoci kyslíka vytvára bunková energia ATP.

PGC-1α je vysoko vyjadrený v hnedom tuku (2 až 15-násobne oproti bielemu tuku), kde dáva signál pre tvorbu mitochondrií. V hnedom tuku sa nachádza toľko mitochondrií ako v kardiomyocytoch (srdcové bunky), kde je spolu s mozgovými bunkami najviac mitochondrií (spolu s bunkami hnedého tuku). Práve veľký počet mitochondrií dáva hnedú farbu hnedému tuku. Pre porovnanie, v bielom tuku je málo mitochondrií. Hnedý tuk je navyše obdarený veľkou dodávkou krvi a nervov. Aktivita hnedého tuku je stimulovaná sympatickým nervovým systémom cez hormón noradrenalín a jeho funkcia je vytvárať teplo (termogenéza).

Hnedý tuk vytvára teplo vďaka uncoupling protein 1 (UCP1), ktorý sa v ňom nachádza vo veľkom množstve. Syntézu UCP1 riadi spomínaný PGC-1α. Oba sú stimulované aktiváciou sympatického nervového systému (SNS) a chladom, ktorý sám o sebe aktivuje SNS. Vystavenie sa chladu veľmi rýchlo zvyšuje UCP1, zatiaľ čo zväčšovanie a zvyšovanie množstva hnedého tuku nastáva až po dlhšom vystavovaní sa chladu.

Skvelé na tom je, že hnedý tuk nevytvára typickú bunkovú energiu ATP (adenozíntrifosfát), ale vďaka prítomnosti UPC1 vytvára voľné teplo. K tomu využíva najmä biely tuk (ale aj glukózu, ktorá predstavuje asi 10% jeho paliva), ktorý sa spaľuje v množstve mitochondrií hnedého tuku. Vďaka tomu sa telo veľmi rýchlo zbavuje bieleho tuku a začína najmä viscerálnym (vnútrobrušným) tukom, ktorý je charakteristický pre obéznych ľudí, diabetikov a pacientov s inými chronickými ochoreniami. Aj preto CT dokáže za niekoľko mesiacov zvrátiť alebo vyliečiť mnohé chronické ochorenia.

A teraz pozor, v minulosti sa myslelo, že tukové bunky sa dokážu len zmenšovať, zväčšovať a množiť a jediný spôsob ako ich trvalo odstrániť je liposukcia. Výskum hnedého tuku však zmenil toto myslenie a prišiel na to, že…

…termogenéza chladom dokáže natrvalo zabiť tukové bunky.

Lenže dlhé svetelné cykly a teplé podnebie doslova zabíjajú tvorbu hnedého tuku a podporujú tvorbu bieleho tuku u všetkých cicavcov. Preto majú zvieratá v tropických oblastiach málo hnedého tuku, rovnako ako „moderní“ teplomilní ľudia. Naopak chlad podporuje tvorbu tepla z hnedého tuku bez ohľadu na svetelné cykly.

Keďže hnedý tuk vytvára energiu vo forme voľného tepla a nie ATP, nevznikajú voľné radikály (ROS), vďaka čomu sa spomaľuje starnutie, zvyšuje metabolizmus a schopnosť naplno fungovať na menšom príjme kalórií. Preto sú hibernujúce cicavce, šerpovia či astronauti NASA takí výkonní napriek nízkemu príjmu kalórií a výraznému úbytku hmotnosti.

Dôležitú úlohu v celom tomto procese hrá samozrejme leptín. Keďže chlad prudko zvýši spaľovanie bieleho tuku, hladina leptínu (ktorý sa v ňom nachádza) sa prudko zvýši. Toto zvýšenie môže trvať niekoľko týždňov až mesiacov, čo záleží na množstve telesného tuku, ktorého sa budete zbavovať. Štíhli ľudia pravdepodobne nebudú mať zvýšené hladiny leptínu po CT.

Jedna z hlavných funkcií leptínu je signalizovať hlad a nasýtenie, preto jeho zvýšené hladiny prudko potlačia hlad cez zvýšenie α-MSH (α-melanocyte-stimulating hormone), ktorý potláča hlad. To je sprevádzané prudkým znížením hladín vyššie spomínaných NPY a AgRP v hypotalame. Keďže tie stimulujú chuť do jedla a túžbu po sacharidoch, chuť na jedlo a sacharidy bude prakticky nulová. To je tiež jeden z dôvodov, prečo je ketogenická strava najideálnejšia pre ľudí adaptovaných na chlad. Mimochodom, produkcia tepla v hnedom tuku počas vystavenia sa chladu sa veľmi podobá na tvorbu tepla po vysokotučnej strave.

Avšak pozor, nenechajte sa pomýliť. Vysoké hladiny leptínu majú aj obézni ľudia, u ktorých je nadbytok leptínu spojený s leptínovou rezistenciou. A keďže je leptín pro-zápalová látka, leptínová rezistencia je vlastne zápal v mozgu obéznych ľudí. Naopak hladovanie a nízkosacharidová strava znižujú hladiny leptínu a napriek tomu nevedú k zvýšenému, ale k zníženému hladu. Pretože vtedy je citlivosť na leptín extrémne vysoká a nejde ani tak o jeho hladiny, ako o citlivosť leptínových receptorov v hypotalame na leptín.

CT prudko zvyšuje citlivosť týchto receptorov na leptín a v konečnom dôsledku vedie k nízkym hladinám leptínu, pretože urýchli spaľovanie bieleho tuku.

Keďže leptín riadi energetický metabolizmus (štítna žľaza je riadená leptínom) a aktivácia hnedého tuku prudko zvyšuje energetický výdaj (u zvierat zvyšuje akútny chlad energ.výdaj 4-násobne), počas CT sa stanete „tuk-spaľujúcou beštiou“ a zvýšite svoj metabolizmus aj pokiaľ by ste jedli menej kalórií, čo je za normálnych okolností nemožné a obmedzenie kalórií po niekoľkých dňoch by spomalilo metabolizmus. To potvrdzuje, že u ľudí adaptovaných na chlad a teplo existuje odlišná cirkadiánna biológia. Chlad jednoducho preferuje výnimočnú citlivosť na leptín a optimalizáciu hormónov.

Je však dôležité pravidelné vystavovanie sa chladu. Výskumy jasne preukázali, že hnedý tuk je znížený alebo absentuje u starších a obéznych ľudí (9, 10). U oboch týchto skupín je to jedna z príčin ich ľahšieho priberania na hmotnosti, vďaka pomalšiemu metabolizmu. Ľudia čo majú viac hnedého tuku majú zvýšený pokojový metabolizmus. Menej hnedého tuku majú tiež ľudia s metabolickými poruchami (napr. cukrovka), medzi ktorých patrí aj väčšina obéznych a starších ľudí.

Z pohľadu pohlavia sa zdá, že ženy majú viac hnedého tuku a dokážu ho viac aktivovať pri rovnakej teplote v porovnaní s mužmi. To je pravdepodobne spôsobené tým, že estrogén stimuluje v hnedom tuku UCP1, tvorbu mitochondrií a spaľovanie tukov a možno aj samotnú tvorbu hnedého tuku. Výskumy v tejto oblasti však nie sú ešte dostatočné.

Pre aktiváciu hnedého tuku sa v niektorých štúdiách používa teplota len 14-20°C. Vystavenie sa teplote 16°C počas 2 hodín viedlo k zmenám energetického výdaja o 5 až 30%. V inej štúdii sa počas 3 hodín vo vode s teplotou 18°C zvýšil energetický výdaj subjektov 1.8-násobne (o 1.39 kcal/min), čo by za celý deň znamenalo spálenie niečo vyše 2 000 kcal (11). Takže hnedý tuk je aj v miernom chlade aktívny a prudko zvyšuje energetický výdaj, a to napriek množstvu len 60 až 100 g v celom tele.

Ak máte záujem dozvedieť sa viac vedeckých poznatkov o hnedom tuku, odporúčam vám tento vedecký článok.

Ak chcete vedieť, ako CT zdvojnásobuje spaľovanie telesného tuku za polovicu času, pozrite si stránku a TED prednášku Raya Cronisa, bývalého pracovníka NASA, ktorý sa vďaka CT natrvalo zbavil nadbytočného tuku a odvtedy sa venuje výskumu CT.

Ďalšie účinky CT

Keď je organizmus chronicky vystavený chladu, výrazne sa zvyšuje citlivosť na leptín, ktorého hladina v konečnom dôsledku klesá pomocou CT. Super citlivosť na leptín a vystavenie sa chladu vedie k zvýšeným hladinám POMC (proopiomelanokortín) v hypotalame. POMC je ďalej štiepený na už spomínaný α-MSH (α-melanocyte-stimulating hormone), ktorý potláča hlad, a na ACTH (adrenokortikotropný hormón), ktorý napríklad stimuluje produkciu kortizolu. Na α-MSH môže byť premenená aj časť ACTH a α-MSH tiež stimuluje produkciu melanínu v pokožke (spôsobuje opálenie). Preto majú šerpovia a Inuiti tmavú pokožku aj v chladom podnebí.

ACTH a α-MSH zároveň prispievajú k vysokej metabolickej výkonnosti a akútny nárast ACTH prudko zvyšuje pocity pohody. Ak ste niekedy plávali alebo sa ponárali v studenej vode tak určite viete o čom píšem. Proste ste sa cítili skvele. Chlad tiež vedie k vysokej citlivosti na stresové hormóny, čím dokáže zvrátiť vyčerpanie nadobličiek a dostáva stresové hormóny do rovnováhy.

Ďalší pozitívny účinok má CT na štítnu žľazu, pretože zvyšuje metabolizmus bez ohľadu na stav štítnej žľazy. Za normálnych okolností je pre zvýšenie metabolizmu a zvýšené spaľovanie tukov potrebný hormón štítnej žľazy T3, ale v chlade to neplatí. Okrem toho, vysoká citlivosť na leptín zvyšuje v hypotalame hormón TRH, ktorý podporuje tvorbu hormónov štítnej žľazy.

CT tiež zvyšuje hladinu hormónu DHEA, dôležitého hormónu, ktorého nedostatok je spojený so zlým spánkom a starnutím. Zvýšené hladiny DHEA vedú k nízkym hladinám zápalového cytokínu IL-6, čo podporuje spaľovanie tukov a dobrý spánok. To je jeden z dôvodov, prečo hibernujúce cicavce spia tak dobre počas zimy.

Zvýšené hladiny DHEA ďalej zlepšujú proces autofágie, ktorý zahŕňa degradáciu a recykláciu nepotrebných bunkových komponentov a je pozitívne spojený s predĺžením života. Proces autofágie nastáva najmä počas spánku medzi 00:00 a 3:00, kedy je teplota organizmu najnižšia a kedy je hladina leptínu najvyššia. Tieto 3 hodiny sú každý deň nesmierne dôležité v živote každého z nás a keď je proces autofágie dostatočne funkčný, naše metabolické a imunitné funkcie sú prudko zvýšené.

Počas týchto 3 hodín autofágie je vylučovaný aj rastový hormón, ktorý nás omladzuje, zoštíhľuje a udržuje vo forme. Hádajte čo ešte spôsobuje CT? Presne tak, zvyšuje tvorbu rastového hormónu cez zvýšenie hormónu IGF-1. To tiež veľmi rýchlo zlepšuje svalovú a srdcovú funkciu a aj bez cvičenia. To je jeden z dôvodov, prečo je zlyhanie srdca spojené s nízkymi hladinami IGF-1 a pohlavných hormónov.

Práve optimalizácia pohlavných a reprodukčných hormónov je ďalší pozitívny účinok CT. Chlad zvyšuje testosterón a GnRH, ktorý stimuluje vylúčenie hormónov FSH (folikuly stimulujúci hormón) a LH (luteinizačný hormón). Tie sú veľmi dôležité pre reprodukciu. Účinok chladu na GnRH je veľmi dôležitý, pretože väčšina cicavcov je tehotných počas zimných mesiacov.

Reprodukcia je tiež úzko spätá s leptínom, ktorý kontroluje celú oocytovú (bunky, z ktorých sa vyvíja vajíčko) a placentárnu funkciu u všetkých cicavcov. Preto nízke hladiny leptínu a vysoká citlivosť naň po CT zabezpečujú bezpečné a zdravé tehotenstvo. Mimochodom, práve leptínová rezistencia je jeden z najväčších problémov, prečo ženy nedokážu otehotnieť.

CT má teda veľmi veľa pozitívnych účinkov, medzi ktoré patrí aj zvýšenie imunity cez zvýšenie citlivosti na vitamín D (steroidný hormón). CT proste optimalizuje hladiny hormónov a citlivosť na ne. Je veľmi pravdepodobné, že v najbližších rokoch sa ešte len dozvieme, čo všetko CT dokáže, pretože výskum v tejto oblasti je stále len na začiatku. Avšak už aj z toho čo vieme teraz padá vedcom sánka.

A to čo dokázal Dr. Kruse vďaka CT si zaslúži Nobelovu cenu. Preto dovoľte, aby som vám to opísal.

Je CT budúcnosťou chirurgie?

Jeden z jeho pacientov bol 80-ročný Lonnie Daniels, ktorý mal vážne problémy s chrbticou, kvôli ktorým sa postupne dostal až na vozík. Pretože bol starý, mal cukrovku typu 2 a vysoké riziko infekcie, moderná medicína mu nevedela pomôcť, bol odkázaný na lieky proti bolesti a operácia u neho nebola možná.

Operácia chrbtice, ktorú by potreboval, by si u zdravého človeka vyžadovala 5-7 dní zotavovania v nemocnici a 3-4 týždne rehabilitácie, počas ktorých by musel užívať vysoké dávky narkotík pre kontrolu bolesti. Celková doba zotavovania by bola 3-6 mesiacov a u pána Lonnieho by v jeho veku a stave nemuselo nastať žiadne zotavenie.

Dr. Kruse predpísal Lonniemu ketogenickú stravu a pravidelné CT pomocou pokladania ľadu na spodný chrbát a stehná. Po niekoľkých týždňoch ho operoval a využil pri tom neštandardné postupy. Po operácii Lonnieho „zmrazil“ na plachte s ľadom a teplote okolo 10°C. Po 2.5 dni Lonnie opustil nemocnicu a počas tejto doby potreboval len minimum narkotík a žiadne lieky proti trombóze, aj keď bol v jej riziku. Na rehabilitácii strávil len 5 dní a tiež potreboval len minimum liekov proti bolesti.

Celkovo sa zotavil neskutočne rýchlo, nedostal žiadnu infekciu, začal normálne chodiť, prestal užívať lieky proti bolesti a Dr. Krusovi po operácii povedal, že sa cíti najlepšie za posledných 20 rokov. Celý tento príbeh si môžete prečítať v tomto článku.

Dr. Kruse však vôbec nebol nezodpovedný lekár, ktorý by ohrozil život svojho pacienta. Niekoľko týždňov pred operáciou to najskôr otestoval na sebe a na základe výsledku sa rozhodol operovať pána Lonnieho.

9. januára 2012 vykonal vôbec prvý klinický experiment tohto druhu na človeku. Operoval sám seba a využil počas toho CT, pričom nepoužil žiadne lieky proti bolesti alebo antibiotiká. Dr. Kruse vedel, že chlad znižuje riziko infekcie a zlepšuje funkciu imunitného systému, zatiaľ čo spomaľuje biochémiu baktérií.

Ľadový muž s „nadľudskými“ schopnosťami

Ak je reč o CT, nemôžem nespomenúť meno Wim Hof. Tento holandský ľadový muž je držiteľ 26 svetových rekordov a medzi jeho neuveriteľné výkony patrí napríklad:

• Vydržal 1 hodinu, 52 minút a 42 sekúnd ponorený po krk v ľade
• Bežal maratón (42 km) a polmaratón len v trenírkach nad polárnym kruhom vo Fínsku pri teplote -20°C (maratón: čas 5 hod 25 min)
• Vystúpil len v trenírkach na vrchol Kilimandžára (5 895 m), najvyššej hory Afriky
• Vystúpil len v trenírkach do výšky 7 300 m na hore Mount Everest, najvyššej hory sveta
• Bežal maratón v Afrike bez vody

Tie nadľudské výkony dokázal vďaka dlhoročnému tréningu CT a špeciálnym meditačným a dýchacím technikám. Wim Hof samozrejme neunikol ani pozornosti vedcov, ktorí ho podrobne skúmali. Keď bol 80 minút ponorený po krk v ľade, jeho metabolický výdaj sa zdvojnásobil, srdcový tep len mierne stúpol a teplota telesného jadra zostala prakticky nezmenená.

Vedci tiež zistili, že dokáže ovládať svoj imunitný a autonómny nervový systém. Vďaka CT, meditačným a dýchacím technikám dokázal zvýšiť tvorbu kortizolu vo svojom tele a tým potlačiť tvorbu pro-zápalových (IL-6, TNFα) a proti-zápalového (IL-10) cytokínu (v bunkách ex vivo = mimo organizmu). Pomocou samotnej meditácie nedokázal zvýšiť hladinu stresových hormónov kortizol, adrenalín a noradrenalín, ale keď dostal stimul v podobe vstreknutia endotoxínu LPS (Lipopolysaccharide), len pomocou meditácie dokázal zvýšiť hladiny týchto hormónov. Tým potlačil tvorbu vyššie uvedených cytokínov a vyhol sa toxickým účinkom LPS na jeho organizmus (12).

Wim Hof však nie je nadčlovek, ktorý ako jediný ovláda nejakú výnimočnú schopnosť. Svoje techniky vyučuje na svojich workshopoch a mnohí jeho zverenci dokázali podať podobné výkony ako on. Jedna skupina jeho študentov bola tiež testovaná vedcami a po dostatočnom tréningu tiež dokázali pomocou meditačných a dýchacích techník zvýšiť hladinu stresových hormónov a potlačiť imunitnú odpoveď po vstreknutí LPS (13).

Ľudí s podobnými schopnosťami môžete nájsť aj inde, ale tieto schopnosti nadobudli dlhodobým tréningom.

Moja termogenéza chladom

Keď som v novembri 2014 spoznal meno Wim Hof, akoby som dostal kopanec do zadku. Už predtým so občas využíval CT a po tréningu som sa po pás namáčal v studenej vode, alebo si dával studenú sprchu, ale nebolo to pravidelné. Tiež som vtedy ešte netušil, že CT má až tak veľký pozitívny účinok na metabolickú flexibilitu a mitochondrie.

Preto som sa ihneď pustil do jej štúdia a hlavne praktizovania. Keďže som len na začiatku tréningu CT, tento tretí test mojej metabolickej flexibility nie je vlastne test (napríklad vydržať 30 minút ponorený v ľade), ale ukážka ako praktizujem CT. Môj postup bol teda nasledovný:

• Studené sprchy: niekoľko minútové sprchy v najstudenšej vode. Snažil som sa najmä sprchovať hlavu, pretože mozog je ten, kto prijíma signály chladu. A práve sprchovanie hlavy bolo pre mňa najťažšie a nedokázal som vydržať dlhší čas v porovnaní so zvyškom tela.
• Ľadové kúpele: po tréningu som sa na niekoľko minút ponoril po krk do kade so studenou vodou (občas pridaný ľad). Dnes si dávam v takejto vode (teplota 10-15°C) kúpele s dĺžkou 10-40 minút.
• Prechádzky v trenírkach: na večernú prechádzku so svojim psom (10-15 min) som začal chodiť v krátkom tričku a teplákoch, neskôr v krátkom tričku a trenírkach a dnes chodím len v trenírkach (a teniskách). Teplota bola v závislosti na dni niekde medzi -2 až 5°C. Zimné ročné obdobie využívam aj na pravidelné dlhšie prechádzky v trvaní od 30 do viac ako 60 minút, ktoré absolvujem len v krátkom tričku a trenírkach, alebo len v trenírkach.
• Výstup na Klapy v trenírkach (27.12.2014): krátko po Vianociach som vystúpil na vrch Klapy (654 m) v blízkosti Považskej Bystrice len v trenírkach (samozrejme aj teniskách a tiež rukaviciach, pretože prsty mi mrzli). Výstup trval 60 minút a teplota bola niekde medzi -5 až -10°C. Po výstupe ma ešte celkom dlho triaslo.
• Beh v trenírkach (1.1.2015): nový rok som oslávil behom po Považskej Bystrici len v trenírkach (a teniskách a rukaviciach, zasa tie prsty). Pôvodne som chcel bežať svoj osvedčený 6-km okruh, ktorý zaberie asi 30 min, ale mal som takú chuť bežať, že som to natiahol na vyše 46 min a okolo 9 km. Teplota bola -2°C.

Moje ciele v CT sú predlžovať čas kúpeľov a prechádzok v trenírkach a znižovať teplotu prostredia a vody. Keďže prostredie veľmi neovplyvním, občas možno navštívim chladnejšie krajiny. Našťastie ľadovú vodu si môžem pripraviť kedykoľvek, takže to nebude až tak potrebné. Okrem toho chcem absolvovať v chladnom prostredí v trenírkach aj nejaké bežecké preteky a dosiahnuť vyššie vrcholy ako boli Klapy. Tieto ciele sú však dlhodobé, takže uvidíme, kedy a či sa mi ich podarí dosiahnuť.

Ako začať s CT 

Adaptácia na chlad trvá u ľudí asi 2 týždne (štíhlejší ľudia sa adaptujú rýchlejšie) a CT si určite vyžaduje postupný tréning (a zdravé srdce), ktorý v skrátenej alebo detailnejšej verzii nájdete na stránke Dr. Krusa. Na začiatku by ste mali začať s ponáraním tváre do ľadovej vody a následne pokladaním ľadu na telo (až do 60 min). Neskôr je vhodné prejsť na ľadové kúpele (až do 20 min) 2 až 5-krát týždenne a ideálna teplota vody je 10-15°C. Vhodný čas na CT je podľa Dr. Krusa ráno a/alebo večer.

Pred každou CT by ste mali skonzumovať vysokotučné (MCT>nasýtené tuky>MUFA>PUFA) a bielkovinové jedlo (Dr. Kruse neodporúča CT nalačno) a tesne pred začiatkom vypiť 0.5-1 L (ale nie viac ako 1 liter) ľadovej vody (5°C). Prečo?

Pretože telo musí túto vodu otepliť na asi 37°C a oteplenie 1 L ľadovej vody ho bude stáť 30 kcal. Ak pitie 500 ml vody s teplotou 22°C dokáže zvýšiť metabolizmus o 30% (14), čo potom musí dokázať ľadová voda. Ak zažijete počas pitia ľadovej vody bolesť v mozgu, môže to znamenať nadbytok omega 6 tukov v tkanivách, alebo vážnu dehydratáciu.

Pre CT je vhodnejšia studená voda než studený vzduch, pretože voda približne 24-krát rýchlejšie zbavuje telo tepla, čím urýchľuje celý proces spaľovania tukov.

Ak by ste chceli zájsť ďalej (ako ja), je potrebné vedieť viac o CT a ideálne byť pod dohľadom odborníka. V tomto smere by vám asi najviac pomohol Wim Hof a jeho workshopy.

Zhrnutie o CT

Na záver tohto rozsiahleho článku si zhrňme, čo všetko CT dokáže:

• Vedie k tvorbe nových mitochondrií a zvyšuje ich funkciu (zvýšená metabolická flexibilita)
• Zvyšuje športovú výkonnosť a urýchľuje regeneráciu
• Predlžuje život
• Pomáha liečiť viaceré chronické ochorenia
• Zabíja tukové bunky a urýchľuje spaľovanie tuku
• Potláča infekcie a zvyšuje imunitu
• Zlepšuje spánok
• Podporuje reprodukciu
• Ozdravuje štítnu žľazu
• Optimalizuje hormóny

Myslím si, že takýto zoznam vás môže nakopnúť k tomu, aby ste CT vyskúšali na sebe. Určite však začnite pomaly a postupne. Na začiatku to určite nebude príjemné, pretože budete musieť opustiť (pravidelne) svoju komfortnú zónu, ale keď sa adaptujete na chlad, verte mi, že mi poďakujete.

Ak ste ešte nečítali články k môjmu prvému a druhému testu metabolickej flexibility, tak vám ich odporúčam prečítať, aby ste pochopili ak význam má metabolická flexibilita pre vaše zdravie. A akú metabolickú flexibilitu mám ja?

To vám prezradím v záverečnom článku a videu k tejto sérii o metabolickej flexibilite. Verím, že môj 3-dielny „predkrm“ ku pripravovanej knihe, ktorú spolu s Vladom Zlatošom čoskoro dokončíme, vás dostatočne nabudil k tomu, aby ste prevzali kontrolu nad svojim zdravím a hľadali optimálne zdravie.