תיאוריית גבול יכולת גדילת רקמת השומן

overfeeding_07

אחת התיאוריות הנפוצות להסברת תנגודת אינסולין ומחלות מטבוליות היא התיאוריה שאומרת שתנגודת אינסולין תתפתח כאשר רקמת השומן אינה יכולה לגדול ולאחסן בתוכה עוד שומן. ישנם מספר עדויות חזקות לתיאורייה הזאת כמו השתלת שומן מרפאת תנגודת אינסולין והסקירה על בעיית תאי השומן הקטנים. מהתצפיות נראה שלאנשים עם תנגודת אינסולין יש יותר תאי שומן קטנים מלאנשים רגישים לאינסולין שזה נובע מההבנה שתאי השומן הקטנים שלהם לא מצליחים לגדול (לאחסן שומן) מה שמפעיל עומס על שאר התאי השומן שלהם וגורם לתנגודת אינסולין כפי שמוסבר בהאם שורש המחלות המטבוליות הוא עקב חוסר תפקוד רקמת השומן.

במחקר הבא ניסו להשיג ראיות נוספות לתיאורייה על ידי תכנון ניסוי כך שיתאים לבדיקת התיאוריה.

תיאור המחקר

במחקר [1] 29 גברים צעירים הואבסו בדיאטה עם עודף קלורי של 40% למשך 8 שבועות. פרמטרים מטבולים רבים נמדדו כולל של רקמת השומן. תנגודת אינסולין נמדדה בשיטת הזהב, שומן בשרירים, תנגודת אינסולין בכבד, גודל תאי השומן, ההתפלגות שלהם ועוד. הרכב הגוף נמדד על ידי DXA והדיאטה שלהם הייתה 41% פחמימות, 44% שומן 15% חלבון כאשר ההוצאה הקלורית ההתחלתית שלהם נמדדה עם DLW (סימון כפול של מים, דרך מדוייקת למדוד הוצאה קלורית).

מטרת המחקר היא לראות האם יש קשר בין גודל תאי השומן וההתפלגות שלהם בתחילת המחקר למצב המטבולי של הנבדקים לאחר האבסה והעלייה במשקל. אחד היתרונות המשמעותיים של המחקר הזה הוא שנמדדו בו הרבה פרמטרים ובצורה איכותית.

תיאור הנבדקים לפני ואחרי:

overfeeding_01

תוצאות המחקר

מטבוליזם

הנבדקים עלו בממוצע 7.6 קילו כאשר 45% מממשקל זה הוא שומן. השומן לא עלה בצורה פרופורציונלית בגוף אלא יותר שומן הלך לבטן מאשר לשאר הגוף על פי מדידת היחס מותן לבטן בהתחלה ובסיום.

overfeeding_02

מבחינת הפרמטרים המטבוליים והתנגדות אינסולין אכן ניתן לראות החמרה מהמצב ההתחלתי אולם לא דרמטית. הטריגליצרידים עלו, אינסולין בצום עלה, adiponectin ירד, עלייה בשומן הפנימי (מסומן כVAT) וירידה ברגישות לאינסולין כפי שנמדד בשיטת הזהב. כמו כן לא נראה שינוי בשומן בטווח בין השרירים מה שמראה שתופעה זאת מתרחשת בשלבים מאוחרים יותר של התסמונת המטבולית. חומצות השומן החופשיות (FFA) במצב צום היו שונים בין הקבוצות עובדה שהולכת ביחד עם התיאוריה ועם ההנחה ששומן גורם לתנגודת אינסולין.

כמו כן עשו השוואה בין 10 הנבדקים עם תאי השומן הגדולים ביותר לקטנים ביותר (בממוצע) כך שאלה עם תאי השומן הקטנים יותר בעלי סיכון של פי 12 לירידה ב20% ברגישות לאינסולין.

overfeeding_05

רקמת השומן

ברקמת השומן התקבלו תוצאות מעניינות. הנבדקים שבתחילת המחקר היו עם תאי השומן הקטנים יותר חוו עלייה גדולה יותר בשומן הפנימי ובשומן הבטני התת עורי. כמו כן אותם נבדקים הראו תנגודת אינסולין חזקה יותר.

“Despite similar absolute and percent weight gain, subjects with larger adipocytes at baseline had a smaller percent increase in abdominal SAT (r = −0.52; P = 0.007) and VAT (r = −0.43; P = 0.03) in response to overfeeding and overall tended to have a smaller increase in percent body fat (r = −0.35; P = 0.06). They did not, however, accumulate more lipid in the liver (r = 0.15; P = 0.43) or skeletal muscle (r = 0.08; P = 0.69). Moreover, subjects with smaller, not larger, adipocytes had a greater decrease in insulin sensitivity (ΔGIR at low-dose insulin: r = 0.49, P = 0.008)

הגרף שמראה שתאי שומן גדולים יותר שומרים על הרגישות לאינסולין יותר מאשר תאי שומן קטנים (ככל שהערך בגרף יותר חיובי זה מראה על רגישות לאינסולין גבוהה יותר, מדד זה הוא היכולת של התאים לקחת גלוקוז).

overfeeding_03

בנוסף לזאת שמו לב החוקרים שהאנשים תאי השומן הגדולים יותר בתחילת המחקר היו גם עם BMI גדול יותר ואחוז שומן גדול יותר לכן הם בדקו מה קורה לקורלציה כאשר מתקנים את גודל תא השומן עבור מסת השריר ומסת השומן של הנבדקים מתוך הרצון לבדוק שקורלציה בין גודל התא לשומן לרגישות לאינסולין לא קשורה לאחוז השומן של הנבדקים. אכן אחרי התאמה הזאתי הקורלציה נשארה והם גם מראים את זה בגרף נחמד ב3 מימדים. בגרף רואים בציר X את גודל תא השומן הממוצע, בציר Y את מסת השומן של הנבדקים ובציר Z את המדד של הרגישות לאינסולין (גם כאן, יותר גבוה יותר טוב).

overfeeding_04

כמו כן נמדדו מדדי דלקתיות וביטויים גנטיים ברקמת השומן. אומנם דובר כאן רבות בבלוג על דלקתיות ברקמת השומן והפוטנציאל של אותה דלקתיות למנוע גדילה של תאי שומן חדשים, להרוס תאי שומן חדשים ולעודד דלקתיות בשאר הגוף אבל במחקר זה מראה שבמשך ה8 שבועות של העלייה במשקל אין שוני בין הקבוצות (אלה עם תאי שומן הקטנים מול הגדולים) מבחינת מדדי הדלקתיות וביטויים גנטיים אחרים. תצפית זו נמצאה גם בעכברים שהשתיקו להם את הגן של HSL (האנזים שאחראי על הליפוליזה) כך שעכברים אלו צברו שומן רב בתאי השומן והראו סימנים של תסמונת מטבולית כמו דלקתיות, תאי שומן מתים ועוד [2]. מה שמראה שגדילה מעבר לסף מסויים בתאי השומן מספיק כדי לגרום לנזק מטבולים.

סיכום

במחקר זה יש עדויות נוספות לתיאוריית גבול אחסון רקמת השומן. המחקר נעשה בצורה מעולה עם המון פרמטרים שנמדדו ואנליזה טובה של עם שיטות מדידה מתקדמות.  התיאוריה צופה שכאשר תאי השומן יגדלו מעבר ליכולת הקיבול שלהם שומן “יזלוג” לאיברים פנימיים כמו הכבד, שרירים ועוד. בנוסף לזאת יהיה שטף גדול של חומצות שומן חופשיות (FFA) משום שרקמת השומן לא יכולה להחזיק אותם וזה יגרום לתנגודת אינסולין בכל תאי הגוף.

לדוגמא ההשפעה של תאי שומן קטנים מול גדולים על פרמטרים מטבוליים שונים בגוף ודלקתיות (מתוך מאמר סקירה [3]):

overfeeding_06

התיאוריה בצורה גרפית מאמר סקירה בנושא [3]:

overfeeding_07

אומנם התיאוריה צופה שתאי שומן קטנים רבים יהוו הגנה מטבולית אבל זה בתנאי שהם יכולים לגדול. במחקר הזה אנו רואים שדווקא האנשים עם תאי שומן הגדולים יותר רגישים יותר לאינסולין. דבר זה קורה בגלל שתאי השומן הנוספים שלהם יכולים לגדול בניגוד לקבוצה שהתחילה עם תאי שומן קטנים. מתוך הדיון של [1]:

“Supporting this hypothesis, the higher “adipogenic potential” at baseline in subjects with larger fat cells (as represented by greater expression of PPARγ and SREBP-1) may have primed the adipose tissue for differentiation/proliferation upon exposure to excess energy, whereas those with smaller existing fat cells were able to accommodate the excess lipid by cellular hypertrophy. Indeed, an approximation of fat cell number using adipocyte size (nanoliters) and total subcutaneous adipose volume (liters) by MRI suggested that participants with larger adipocytes had a greater increase in fat cell number with overfeeding (r = 0.46; P = 0.02)”

מדוע תאי השומן לא יכולים לגדול? זאת שאלה מעניינת. אין תשובה ברורה בספרות אך יש עדויות לכך שעומס מחמצן בתאי השומן גורם לכך. אני סוקר את הנושא בבעיית תאי השומן הקטנים. בקצרה עודף שמנים רב בלתי רווים נפוצים (בקיצור PUFA) המצויים בשמני בישול ויוצרים רעלנים בצורת 4HNE (במיוחד בבישול ובטיגון) מונעים גדילה של תאי השומן. בנוסף לכך עומס ROS המיטוכונדריה וגורמים דלקתיות כמו IL6 וTNF-alpha.

אומנם לא הייתה עלייה במדדי הדלקתיות אך נבדקים אלו לא היו ממש במצב של תסמונת מטבולית אלא שבאופן יחסי אחד לשני היה שינוי ברגישות לאינסולין. האינסולין, טריגליצרידים והגלוקוז בצום היו בטווח תקין באופן סביר. אם ערכים אלו היו בערכים האופיינים לתסמונת מטבולית היינו צופים לראות עלייה בדלקתיות. למרות זאת החוקרים מצאו שלנבדקים עם תאי השומן הקטנים היו מדדי דלקתיות גבוהים יותר במקצת עם ביטויים גנטיים נמוכים יותר לגדילה של תאי שומן.

מחקר זה בה בהמשך למחקר המעולה המתואר בההשמנה שרואים וההשמנה שלא רואים בו רואים את ההבדל בין אנשים בעלי משקל עודף רב רגישים לאינסולין מול כאלה שאינם (החוקרים במחקר זה הם זהים לחוקרים במאמר סקירה [3]).

visceral_fat_des

פרופסור Philipp Scherer Ph.D הוא חוקר מוביל על רקמת שומן בעל מספר מאמרים בתחום ומקדם את תיאוריית גבול יכולת האחסון של רקמת השומן. המאמר האחרון שלו [4] מציג את התיאוריה כולה וכיצד גדילה בריאה של רקמת השומן אינה בריאה שגדילה דלקתית מובילה לבעיות מטבוליות.

“Finally, it is now evident that adipose depot health is more important than its size alone and that increased adipogenesis during weight gain can offset the negative metabolic consequences of high fat exposure.”

מתוך [4]:

fat_05

הרצאה מעולה שלו:

לסיכום מחקר זה מצטרף לשורה של עדויות בנושא תיאוריית גבול יכולת האחסון של רקמת השומן כאשר תיאורייה זו משתלבת עם תיאוריות נוספות של דלקתיות ופגיעה במיטוכונדריה כגורמים לתסמונת המטבולית ותנגודת אינסולין. אומנם לא הוסבר במחקר בצורה טובה במחקר מדוע נובע ההבדל בין האנשים אבל כפי שהצגתי היה שוני בביטוי הגנטי (שלא הוסבר למה היה ההבדל הזה) ביכולת של רקמת השומן לאגור שומן.

מקורות

[1] – Effect of 8 Weeks of Overfeeding on Ectopic Fat Deposition and Insulin Sensitivity: Testing the “Adipose Tissue Expandability” Hypothesis, Darcy L. Johannsen, 2014. link.

[2] – Adipocyte death defines macrophage localization and function in adipose tissue of obese mice and humans, Saverio Cinti, 2005. link.

[3] – Adipocyte dysfunction, inflammation and metabolic syndrome,  Nora Klöting, 2014. link.

[4] – Adipogenesis and metabolic health, Scherer PE, 2019. link.

Facebook Comments

One thought on “תיאוריית גבול יכולת גדילת רקמת השומן”

  1. סקירה יפה תומר
    היכולת להשמין קובעת את היכולת להיות בריא במצב של עודף קלורי
    אמרו את זה קודם כולל מלקולם ק וגם אני והמחקר הזה מסביר את הממצא
    בסוף הסקירה אתה מגיע לעומס מחמצן, היני 4, ros, וכו
    לדעתי בסוף תגיע לכך שאינדקס אומגה 3 וסטטוס ויטמין e
    הם שני גורמי מפתח בבריאות תאי השומן ומכאן בבריאות האדם השמן
    אתה כבר קרוב מאד כשאתה מצביע על גורמי הדלקת הללו

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

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