גמישות מטבולית . 1,200 מילים

flexible

גמישות מטבולית הינה מונח שעולה מדי פעם בדיונים על מטבוליזם. התחושה שלי שהשימוש במושג זה נעשה בלי להבין אותו עד הסוף או את המשמעות של הגמישות מטבולית. מה הכוונה בגמישות מטבולית? גמישות של מה? של מי? ואיך מגדירים מה זה גמישות מטבולית? בפוסט הזה אנסה להציג איך אני רואה את המושג גמישות מטבולית.

רמת הפוסט: מתעניין

גמישות מטבולית

אחד המאמרים המרכזיים שמסכמים את הנושא [1] מתאר גמישות מטבולית כהיכולת שלנו לשרוף שומן:

“The term metabolic flexibility was coined by Kelley et al. (8) in 1999 when they studied fuel selection in skeletal muscle in lean and obese individuals after an overnight fast. Specifically, they discovered that skeletal muscle of lean individuals showed a remarkable ability to adapt fuel preference to fasting and insulin infusions and were therefore designated as metabolically flexible (8). Insulin-resistant obese patients however manifested a lesser reliance on fatty acid oxidation compared with lean individuals and did not show increased fatty acid oxidation after fasting or reduced fatty acid oxidation after insulin infusion. Because of their inadequate responses to metabolic challenges, these patients were named “metabolically inflexible””

מתואר כיצד אנשים עם תנגודת אינסולין אינם שורפים שומן כמו אנשים בריאים (במאמר הם מתוארים כרזים) כאשר מילות המפתח הן צום ובתגובה לאינסולין. הגמישות המטבולית שלנו היא למעשה היכולת שלנו לשרוף שומן כאשר אנו אמורים לשרוף שומן וגלוקוז כאשר אנו אמורים לשרוף גלוקוז. המונח “לשרוף” הוא פישוט של התהליכים הקורים בתוך המיטוכונדריה בהם יש תעדוף של סוגי הדלק השונים שהם בעיקר גלוקוז וחומצות שומן על פי תנאים אנרגטיים והורמונליים. בשנות ה60 מדען בשם Philip Randle העלה את הרעיון הדי פשוט שיש פידבק ויחסי גומלין בין שריפת גלוקוז לשומן. זאת אומרת ששריפת שומן חוסמת שריפת גלוקוז ושריפת גלוקוז חוסמת שריפת שומן. אני מפרט די בהרחבה על מנגנון כולל הביוכימיה למי שמתעניין בפוסטים שומן גורם לתנגודת אינסולין, פחמיתוזיס, מיטוכונדריה ורגולציה של שריפת שומן בתא.

תיאור של הבקרה, האנזימים ותהליכי הפידבק בתוך התא שקובעים את חלוקת שריפת האנרגיה [1]:

cell_metabolism

במאמר מוזכר שלאנשים עם תנגודת אינסולין (Insulin-resistant) יש בעיה לשרוף שומן בצום. אבל מה הקשר בין תנגודת אינסולין לגמישות מטבולית? בלי שנשים לב אחת צורות המדידה של תנגודת אינסולין למעשה מודדות גמישות מטבולית.

מערכת בהפרעה

אנסה להדגים את המושג גמישות מטבולית והקשר שלה לתנגודת אינסולין דרך אנלוגיה למטוטלת.

במערכות פיזיקליות אפשר להסתכל על מערכות כאשר הן במצב שיווי משקל ולהגדיר זאת כמצב ה0 שלהן. מצב ה0 זו המצב אליו המערכת שואפת להתייצב. באנלוגיה למטוטלת כאשר אנו מביאים לה דחיפה המערכת שואפת לחזור למצב ה0 שבה המטוטלת נמצאת במנוחה.

ir_pendulum_bad

בחזרה אל גוף האדם אנו נגדיר את מצב ה0 שלנו כמצב צום. במצב הזה המערכת אמורה לחזור למצב “מנוחה”. במצב צום כפי שאנו יודעים אנו אמורים לשרוף שומן כמקור אנרגיה. אנו מאחסנים עלינו קרוב ל150 אלף קלוריות משומן ולא הרבה מגלוקוז, התפתחנו לשרוד על שומן בתקופות של צום (בין היתר גם על קטונים). לכן סביר להגדיר את מצב ה0 או המנוחה שלנו כמצב צום. גם במאמר המדובר מתייחסים אל היכולת שלנו לשרוף שומן בצום.

במטוטלת כאשר אנו דוחפים אותה ומוציאים אותה ממצב ה0 אנו קוראים לזה הפרעה. אין הכוונה להפרעה עם קונטציה שלילית אלא ש”הפרענו” למערכת שהייתה במצב מנוחה. לאחר הפרעה המערכת תשאף לחזור למצב ה0 כפי שהמטוטלת תנוע מצד לצד עד שתגיע למנוחה. במערכת שלנו, בגוף האדם, ההפרעה ממצב של צום זה אכילה. כאשר אנו אוכלים אנו מכניסים שטף גדול של גלוקוז ושומן לגוף שמנדנד מצד לצד את כל המערכת ההורמונלית והאנרגטית בגוף. מהר מאד הגוף מגיב להפרעה ודואג לכך שאנו נחזור למצב המנוחה כמה שיותר מהר. המצב ההורמונלי בגוף יישתנה כך ששומן וגלוקוז יאגרו או יישרפו עד אשר נגיע למצב המנוחה של צום.

כל מערכת תגיב בצורה שונה להפרעה שנכנסה אליה. זה תלוי בהמון פרמטרים כמו כמות האוכל, המצב ההורמונלי, משקל גוף, בריאות מיטוכונדריה ועוד. באנלוגיה למטוטלת כאשר אנו דוחפים מטוטלת הצורה שהיא תקבל תלוי במשקל שלה, כמה חזק דחפנו, החיכוך באוויר, אורך החוט ועוד.

מתוך ההבנה שכל מערכת מגיבה שונה להפרעה אנו יכולים להגדיר פרמטר שייתן לנו יכולת להשוות בין מערכות שונות כדי לאפיין את ההתמודדות שלהן עם ההפרעה. אחד מן הפרמטרים האלה הוא הזמן שבה לוקח למערכת לחזור למצב ה0 שלה. לכן ניתן להגדיר את הזמן האופייני שלוקח למערכת להגיע לשיווי משקל כגמישות המערכת.

במדידת תנגודת אינסולין אחת המדידת הנפוצות היא העמסת גלוקוז ומדידת אינסולין וגלוקוז בזמן קבוע אחרי העמסה בדרך כלל אחרי שעה, שעה וחצי ושעתיים (פירט על השיטה). באנלוגיה למטוטלת הכנסת כמות גדולה של גלוקוז לגוף בפעם אחת היא למעשה דחיפה חזקה של המטוטלת. הכנסו הפרעה חזקה אל הגוף שלנו וכעת אנו מחכים. אנו מסתכלים על המטוטלת של ההורמונים ומערכות הגוף זזים מצד לצד, מנסים לייצב את ההפרעה ולחזור למצב צום. אחרי פרק זמן מוגדר אנו מסתכלים על המערכת ובוחנים אותה. באיזה מצב היא נמצאת? במדידות של תנגודת אינסולין ההגדרה של תנגודת אינסולין אחרי העמסת גלוקוז היא אם הגלוקוז גבוה מ155 אחרי שעה (ישנם הגדרות נוספות). מה מצב זה למעשה מתאר? מצב זה שקול לכך שאנו דוחפים את המטוטלת והיא עדיין זזה מצד לצד בפרעות גם אחרי זמן שבו הייתה אמורה לחזור לשיווי משקל.

הכנסו הפרעה למטבוליזם שלנו והגוף לא מצליח להתמודד איתו בזמן שהגדרנו כסביר

היכולת לחזור למצב צום בצורה מהירה היא למעשה גמישות מטבולית. תנגודת אינסולין נמדדת בזמן מסויים אחרי הכנסת הפרעה לגוף. מדוע אנו לא מודדים כדקה אחרי הכנסת ההפרעה? כי זה לא מדד מעניין, מה שמעניין האם הגוף מצליח להשתלט על ההפרעה במהירות ולחזור למצב של צום ושריפת שומן. כאשר הגלוקוז והאינסולין נמצאים בריכוז גבוה המשמעות היא ששורפים פחות שומן (אפשר למדוד גם דרך ערכי RQ גבוהים) ולכן אנו פחות קרובים למצב ה0 של צום.

אנשים עם תנגודת אינסולין הם אנשים שלמעשה אף פעם לא נכנסים לצום כמו שצריך, המערכת שלהם לא נכנסת למנוחה

הדגמה של מטוטלת רגישה לאינסולין ומטוטלת עם תנגודת אינסולין. המטוטלת הרגישה לאינסולין חוזרת יותר מהר מהמטוטלת עם התנגודת אינסולין מצב האפס כאשר המטוטלת עם התנגודת אינסולין ממשיכה לזוז מצד לצד בצעדים גדולים.

ir_pendulum_combined

בתזונה המערבית בה נהוג לאכול כל 3 שעות ואף פחות עם נשנושים והכנסה של כמויות גדולות של אוכל אנו למעשה כל הזמן דוחפים את המטוטלת שלנו והיא כמעט ואף פעם לא נכנסת למנוחה (אולי קצת בלילה, למרות שיש אנשים שקמים לנשנש באמצע הלילה). יש לכך משמעות מעבר לגמישות מטבולית כמו אוטופגיה (תיקון ומחזור של חלבונים בזמן בצום) ועוד.

סיכום

המושג גמישות מטבולית הוא למעשה הזמן האופייני שלוקח לנו לחזור לצום אחרי הפרעה (אוכל). מדוע יש אנשים גמישים מטבולית ואנשים שלא? יש לכך הרבה סיבות מבריאות המיטוכונדריה, בריאות רקמת השומן, בעיות הורמונליות ועוד.  מתוך ההבנה שגמישות מטובלית היא הזמן האופייני לחזרה לצום אנו יכולים להסיק שמערכת בסטטוס אנרגטי גבוה היא מערכת שלא תידע להתמודד עם הפרעות כמו שצריך. כמו מזוודה מלאה שאנו מנסים לדחוף אליה עוד בגדים.

תנגודת אינסולין מאופיינת בסטטוס אנרגטי גבוה עקב חוסר יכולת לאחסון שומן, שריפה מוגבלת במיטוכונדריה ואכילה בתדירות גבוהה עקב תנגדות אינסולין, לפטין והורמונים נוספים. טריגליצרידים וגלוקוז גבוהים הם אחד הסימנים החשובים בתנגודת אינסולין ולא סתם, אלו מולקולות נושאות אנרגיה והן לא אמורות להצטבר בדם ברמות גבוהות. כאשר הן מצטברות ברמות גבוהות זהו למעשה סממן לכך שהמטוטלת שלנו עדיין זזה מצד לזהה ולא מצליח להגיע למצב מנוחה.

היכולת להיות גמיש מטבולית אינה מתבטאת רק בצום אלא גם בזמן פעילות גופנית בה יש להחליף בין סוגי דלק שונים במהירות. ההשפעה של גמישות המטבולית קשורה ישירות לביצועים ספורטיביים ולתסמונת המטבולית.

תזונה קטוגנית ואמצעיים נוספים שמורידים את הסטטוס הארגטי בגוף, מרפאים את רקמת השומן, מגבירים את פעילות המיטוכנדריה, מורידים את התנגודת ללפטין, משפרים את בריאות המעי, מורידים את רמת הורמוני הסטרס ועוד יובילו לשיפור בגמישות המטבולית.

הפוסט הבא שמומלץ לקרוא: מדידת תנגודת אינסולין

מקורות

[1] – Metabolic Flexibility as an Adaptation to Energy Resources and Requirements in Health and Disease, Riekelt H Houtkooper, 2017. link.

0 0 vote
Article Rating
Subscribe
Notify of

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments