Улучшение обмена веществ: Как улучшить обмен веществ в организме — что делать, чтобы наладить метаболизм, продукты нормализующие пищеварение

Формула метаболизма

Выигрышная формула для поддержания веса заключается в том, что количество калорий, которые вы потребляете, должно равняться калориям, которые вы расходуете ежедневно. Следующее иллюстрирует расчет.

калорий, полученных с пищей = калории, затраченные на основной обмен + калории, затраченные на деятельность + калории, затраченные на переваривание пищи (термический эффект).

Чтобы похудел на , вы должны уменьшить количество калорий, получаемых с пищей, увеличить количество израсходованных калорий или и то, и другое.

Удивительно, но многие люди с избыточным весом и, в частности, люди с заболеваниями щитовидной железы не потребляют больше калорий, чем люди со средним весом, и могут поддерживать или даже набирать вес при гораздо более низком дневном уровне калорий. Если вы подпадаете под эту категорию, это означает, что вы, вероятно, начинаете со сниженным основным метаболизмом или скоростью метаболизма в состоянии покоя, известной как RMR. Вы также можете расходовать меньше калорий из-за физической активности, а в некоторых случаях термический эффект еды, которую вы едите, может быть притуплен.

Конечный результат: вы не сжигаете столько калорий, как человек того же веса с более функциональным метаболизмом.

Для вас похудение требует следующих четырех шагов:

• Оптимизация лечения щитовидной железы
• Повышение RMR / основного метаболизма
• Увеличение количества калорий, расходуемых активностью
• Увеличение количества калорий, расходуемых на переваривание пищи

Оптимизация щитовидной железы

Если у вас недиагностированный гипотиреоз или ваше состояние не лечится должным образом врачом, почти все, что вы делаете для повышения метаболизма на выходной стороне, может потерпеть неудачу.Итак, первый важный шаг — пройти тест на щитовидную железу. И если вы прошли тестирование и лечитесь, вам необходимо убедиться, что ваше лечение щитовидной железы оптимизировано, и что вы принимаете правильные лекарства и дозировку.

Увеличьте свой RMR

Метаболизм в некоторой степени зависит от генетики, но вы можете увеличить основной метаболизм за счет наращивания мышечной массы. Мышечные клетки в восемь раз более метаболически активны, чем жировые клетки, а мышцы сжигают больше калорий, чем жир. Добавление силовых упражнений или упражнений с отягощениями, таких как тяжелая атлетика, T-Tapp или упражнения с лентами, может помочь улучшить ваш основной метаболизм.

Обезвоживание также может способствовать неэффективному метаболизму, влияя на температуру тела. Когда вы обезвожены, температура вашего тела немного падает и заставляет ваше тело накапливать жир, чтобы помочь поднять или поддержать температуру. Убедитесь, что вы пьете достаточно жидкости, желательно не менее 64 унций (восьми стаканов) воды в день, чтобы избежать этой метаболической ловушки. Охлаждение воды также может повысить метаболизм.

Увеличьте физическую активность

Аэробные упражнения, которые увеличивают частоту сердечных сокращений, могут повысить метаболизм во время тренировки.Некоторые эксперты считают, что аэробные упражнения также ускоряют метаболизм в состоянии покоя на несколько часов, поскольку мышцы сжигают калории для восстановления и самовосстановления.

Повышение теплового эффекта пищевых продуктов

Скорость метаболизма в состоянии покоя обычно увеличивается в два-три раза больше после употребления белков по сравнению с углеводами и жирами. Переваривание сложных углеводов с высоким содержанием клетчатки, таких как овощи и злаки с высоким содержанием клетчатки, сжигает больше калорий, чем простые углеводы. Вы можете усилить термический эффект продуктов, которые вы едите, сосредоточившись на качественном белке, фруктах и ​​овощах с высоким содержанием клетчатки, а иногда и на зерне с высоким содержанием клетчатки для удовлетворения ваших потребностей в калориях.

Слово Verywell

Если ваш метаболизм является более сложной задачей, чем вы ожидали, вы можете изучить его и измерить точно. Тестирование RMR с использованием таких устройств, как DexaFit или BodySpec, может оценить ваш фактический RMR, а результаты могут помочь вам тщательно определить лучший путь для разработки успешного плана похудания.

Не забудьте также встретиться со своим врачом — так вы сможете сформулировать уникальный, здоровый план «ускорения метаболизма», безопасный и подходящий именно вам.

Советы экспертов, которые научат вас, как улучшить метаболизм

Разве вы не хотели бы есть в два раза больше, чем сейчас, без набора веса? Если так, у меня для вас хорошие новости, потому что это станет возможным, если вы узнаете, как повысить метаболизм.

Прежде чем мы перейдем к мясу, позвольте мне сказать, что метаболизм — это термин, который описывает все химические реакции в вашем теле. Эти химические реакции поддерживают жизнь и функционирование вашего тела, однако слово метаболизм часто используется как синоним скорости метаболизма или количества сжигаемых калорий.

Скорость метаболизма — это приблизительная оценка того, сколько энергии нужно вашему организму, чтобы просто оставаться в живых и выполнять все свои биохимические реакции. Эти реакции требуют энергии, иначе говоря, сжигают калории.

Представьте, что один только ваш мозг потребляет почти 20% вашего TDEE (общего дневного расхода энергии в состоянии покоя), ваше пищеварение и система детоксикации занимают второе место, на третьем — восстановление тканей и так далее.

Оставаться в живых дорого для вашего тела, и его двумя основными валютами являются жиры и сахар.

Когда я говорю об улучшении вашего метаболизма (метаболизма), я имею в виду увеличение количества энергии, которое требуется вашему телу, чтобы (в значительной степени) лечь в постель и ничего не делать в течение 24 часов.

Дополнительная физическая активность, дополнительное мышление или борьба с болезнями — это вещи, которые требуют много энергии (сжигают много калорий), но на самом деле они не повышают метаболизм… фактически они могут его уменьшить.

Ответ на этот вопрос — да, и вы также можете добиться ускорения метаболизма и уменьшения жировых отложений, если будете есть больше.

В шоке? Ну, я тоже.

Я столкнулся с этим явлением довольно забавно. За 10 лет работы тренером я помог многим занятым профессионалам естественным образом повысить их метаболизм, сделав их стройнее, стройнее и сильнее, но в начале своей карьеры я даже не знал, теряют ли они вес из-за увеличения метаболизм или потому что мы создали дефицит калорий с помощью диеты и упражнений.

Когда я регулярно тренировал своих клиентов, они теряли вес.Каждый раз, когда я брал отпуск на несколько недель, я возвращался в Лондон и обнаруживал, что большинство из них прибавили в весе, несмотря на то, что они соблюдали диету и поменяли наши тренировки с отягощениями на кардио.

Напротив, когда они собирались в отпуск, они не делали никаких упражнений и переедали, как будто завтра не наступило, а возвращались либо легче, либо с таким же весом (но выглядели более мускулистыми).

Наблюдение за этим феноменом, происходящим снова и снова, заставило меня задуматься о механике нашего метаболизма и способах его преодоления.

Было ли действительно возможно, что, расслабляясь и съедая больше еды, кто-то действительно мог поддерживать свой текущий вес или даже терять жир?

Движимый желанием ответить на этот вопрос, я потратил немало лет на изучение и тестирование различных пищевых стратегий, пока, наконец, не взломал код улучшения метаболизма, который позволяет вам есть как король и выглядеть как греческий бог.

Прежде чем я объясню, почему употребление большего количества пищи увеличивает ваш метаболизм, позвольте мне остановиться на том, что, как я вижу, люди делают гораздо чаще: «меньше есть и больше двигаться.

Довольно часто можно увидеть, как люди начинают свой ежегодный путь похудания (обычно после Рождества или Пасхи), соблюдая очень ограничительные диеты и бомбардируя свое тело несколькими часами упражнений в день.

Несмотря на краткосрочную эффективность этого подхода, в долгосрочной перспективе, если цель состоит в том, чтобы увеличить метаболизм и потерять много жира в течение длительного периода времени, это просто не сработает.

Как я уже упоминал ранее, употребление меньшего количества калорий и большее количество упражнений являются энергозатратными действиями для вашего тела.В первом случае ваше тело должно использовать собственные запасы энергии, чтобы восполнить недостающую энергию, необходимую для полноценного функционирования; а во втором — вашему телу требуется дополнительная энергия для сокращения мышц.

В обоих случаях ваш TDEE (общий дневной расход энергии в состоянии покоя) не сильно различается; поэтому ваш метаболизм остается неизменным.

Другой сценарий происходит, когда вы меньше едите и больше двигаетесь в течение длительного периода времени (недель или месяцев). В этом случае ваш метаболизм замедлится, потому что ваше тело получает сигнал «, у нас мало доступа к пище, и нам нужно убегать от угроз ».

Ваш метаболизм подобен вашему банковскому счету.

Чтобы понять эту концепцию, представим, что на ваш банковский счет ежемесячно поступает 4000 долларов. Деньги, которые вы тратите на жилье, транспорт, еду и отдых, калибруются в соответствии с этим ежемесячным доходом.

А теперь представьте, что богатый дядя начинает присылать вам 1000 долларов каждый день. Что бы вы сделали? Вероятно, вы сэкономите эти деньги в течение первых двух или трех дней, но когда вы заметите, что 1000 долларов продолжают поступать каждый божий день, вы, вероятно, начнете тратить больше, верно?

Что делать, если вместо того, чтобы богатый дядя присылал вам деньги, бедному дяде потребовалась ваша финансовая помощь для оплаты лечения его болезни? Вы, вероятно, постараетесь изо всех сил скорректировать свои расходы в соответствии со своим старым ежемесячным бюджетом в 4000 долларов.

Именно так рассуждает ваше тело:

Поступает больше ресурсов = высвобождается больше энергии (улучшается метаболизм)

Поступает меньше ресурсов = высвобождается меньше энергии (снижается метаболизм)

Обратите внимание, что такие занятия, как силовые тренировки и высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ) в сочетании с увеличением количества продуктов, богатых питательными веществами, также улучшат ваш метаболизм.

По этой причине сегодня, когда я тренирую нового клиента, я всегда начинаю с увеличения его ежедневного приема пищи и увеличения физической активности.Обычно люди очень сбиты с толку, потому что они приходят ко мне, чтобы похудеть, и я говорю им есть больше, но в обязательном порядке следующая еженедельная проверка веса показывает меньшее число.

Имейте в виду, что не все продукты одинаковы, и только определенные продукты обладают способностью заметно увеличивать метаболизм.

Увеличение количества батончиков Snickers не улучшит ваш метаболизм, и вы это знаете. Возможно, вы не знаете, что определенные продукты, отмеченные как «здоровые», не способствуют ускорению метаболизма.Они также заставляют вас набирать вес.

Прежде чем дать вам список продуктов, которые следует есть или избегать, позвольте мне объяснить простой принцип биохимии человека.

Ваше тело использует энергию из трех (или четырех) основных источников:

• Сахар : едите ли вы батончик Snickers или банан, углеводы, содержащиеся в обоих, всасываются в кишечнике и становятся глюкозой в крови (основная форма сахара, которую наш организм использует в качестве источника энергии).
  Когда глюкоза в крови присутствует в кровотоке (повышенный уровень), организм всегда использует ее в качестве основного источника энергии.Когда уровень глюкозы в крови падает (это явление происходит, когда вы используете эти сахара для подпитки физической активности или когда ваша поджелудочная железа вырабатывает всплеск инсулина и хранит эту глюкозу в жирах и мышцах), ваше тело начинает выделять жирные кислоты в кровоток. использовать как источник энергии.
• Жирные кислоты: либо из ваших собственных жировых клеток (адипоцитов), либо из любых жиросодержащих продуктов, которые вы ели за последние 2-3 часа. Жирные кислоты — более медленная и более стабильная форма энергии, чем сахар, которую может использовать ваше тело.
• Аминокислоты: Аминокислоты — это расщепленная форма белков. Белки не могут использоваться организмом в качестве источника энергии, даже в расщепленной форме. Ваше тело может преобразовывать аминокислоты в глюкозу с помощью процесса, называемого глюконеогенезом. Это очень неэффективный процесс, при котором тратится приличное количество энергии (и это хорошо для нас, но я вернусь к этому позже).
• Кетоны: Когда вы не кормите свое тело каким-либо источником углеводов (или белков в избытке), ваша печень производит альтернативный источник энергии, называемый кетонами.Он может восполнить потребность в глюкозе (по крайней мере, большей ее части).

Теперь, когда вы знаете четыре источника энергии, которые организм может использовать для своего метаболизма, давайте перейдем к мясу (в буквальном смысле).

Чтобы вам было проще, я разделю продукты на три категории:

1. Красные флажки — Избегайте красных продуктов, потому что они замедляют метаболизм. Обычно в них очень мало питательных микроэлементов и много антинутриентов (высокотоксичных агентов).Они сильно перерабатываются или повышают уровень инсулина (тем самым останавливая процесс сжигания жира).
2. Orange Foods — Ограничьте употребление апельсиновых продуктов. Апельсиновые продукты в списке не являются оптимальным выбором, но они не оказывают негативного влияния на ваш метаболизм, если потреблять их в умеренных количествах. На самом деле, они содержат приличное количество питательных микроэлементов, и, если их есть в небольших количествах, они не должны останавливать процесс сжигания жира.
3. Green Foods — Эти продукты нужно потреблять больше всего.Зеленая пища улучшит ваш метаболизм и должна составлять основную часть вашего рациона.

Далее я подробно расскажу, какие продукты следует есть и избегать:

Сахара и углеводы

Сахар напрямую не улучшает метаболизм, потому что останавливает процесс утилизации жира. Однако из этого правила есть исключение. Когда вы придерживаетесь диеты с чрезвычайно низким содержанием углеводов и сахаров в течение длительного периода времени (от двух до шести дней и далее), введение углеводов и сахаров может на самом деле немного улучшить обмен веществ.

К сожалению, для большинства из нас, кто любит есть хлеб, макароны, фрукты и йогурт, если мы не придерживались низкоуглеводной диеты в течение последних нескольких дней, эти продукты не являются оптимальным выбором.

Сахара, такие как фруктоза (содержатся во фруктах или коммерческом сахаре), на самом деле снижают метаболизм, и их следует ограничивать. Следует также ограничить количество сильно переработанных сахаров и углеводов. Вот цветной список сахаров и углеводов, влияющих на обмен веществ:

Red Flag сладкие продукты, которых следует избегать:

• Сухофрукты
• Кукуруза товарная и фасованная
• Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы
• Конфеты всякие и двойники
• Фруктовые соки и пюре в упаковке
• Сладкие молочные продукты, такие как ароматизированный йогурт, сгущенное молоко и т. Д.

Апельсины, сладкие продукты, которые следует ограничить:

• Хлеб и мучные изделия
• Молоко, а также заменители веганского молока с сахаром
• Большинство фруктов (исключения указаны в зеленом списке ниже)
• Картофель и продукты из картофельного крахмала
• Овсяные хлопья и прочие злаки

Зеленые продукты, содержащие сахар и углеводы, улучшающие метаболизм

• Все ягоды, кроме клубники
• Клубни кабачков, моркови, пастернака и т. Д.
• Сладкий картофель
• Белый рис
• Все зеленые овощи

Жиры

Жирные кислоты и жиры в целом могут улучшать или уменьшать метаболизм в зависимости от их состава.

Red Flag жирные продукты, которых следует избегать:

• Маргарин и гидрогенизированные жиры
• Сало
• Масла ГМО
• Большинство растительных масел из семян и арахисового масла

Апельсиновые жирные продукты, которые следует ограничить:

• Орехи
• Мясной жир
• Ореховые масла (макадамия, миндаль, кешью и др.)
• Семена

Зеленые жирные продукты, которые следует есть ежедневно

• Оливковое масло первого холодного отжима (без подогрева)
• Авокадо
• Кокосовое масло
• Сливочное масло (органическое)
• Яичные желтки (свободные)
• Костный мозг

Жирная пища в зеленой части, как правило, очень эффективна для ускорения метаболизма, особенно при отсутствии углеводов, потому что они стимулируют выработку кетонов (я расскажу об этом позже).

Имейте в виду, что 1 грамм жира содержит в 2,5 раза больше калорий, чем грамм белка или углеводов; поэтому «есть больше жиров» для ускорения метаболизма нужно делать очень постепенно, чтобы избежать увеличения веса.

Белки

Прием пищи не только посылает в ваш мозг регулирующие сигналы о изобилии или нехватке ресурсов, но также может на несколько часов повысить ваш метаболизм. Это называется термическим эффектом пищи (ТЭФ). Это вызвано дополнительными калориями, необходимыми для переваривания, усвоения и переработки питательных веществ, содержащихся в вашей еде.

Белок вызывает наибольшее повышение TEF. Он увеличивает скорость метаболизма на 15-30%, по сравнению с 5-10% углеводов и 0-3% жиров. Исследование показало, что люди, вероятно, будут есть примерно на 441 калорию меньше в день, когда белок составлял 30% их рациона.

Также белки помогают сохранить мышечную массу. Чем больше у нас мышечной массы, тем выше наш основной метаболизм.

По этим причинам первый совет по питанию, который я обычно даю клиентам, — это уменьшить количество сахара и увеличить количество белков.Этого быстрого обмена часто бывает достаточно, чтобы запустить их метаболизм и начать процесс сжигания жира.

Источники красного протеина, которых следует избегать

• Дешевые сывороточные протеины
• Соевые белки
• ГМО мясо
• ГМО яйца
• Мясо в упаковке

Источник апельсинового белка будет ограничен

• Консервированный тунец
• Консервы рыбные
• Мясные консервы
• Продукты с высоким содержанием глютена, такие как Seitan
• Искусственно выращенная рыба

Источники зеленого белка для повседневного потребления

• Мясо свободного выгула
• Яйца от кур свободного выгула
• Дикие мясо и рыба
• Изолят сывороточного протеина
• Коллаген и белок говяжий гидролизованный

Обратите внимание, что это общая категоризация продуктов, которые при добавлении в ваш рацион могут увеличивать или уменьшать метаболизм.Есть некоторые конкретные продукты и добавки, о которых стоит упомянуть, потому что было доказано, что они улучшают метаболизм за счет увеличения выработки щитовидной железы или частоты сердечных сокращений в состоянии покоя, это следующие.

Другие продукты питания и добавки

Холодная вода

Питьевая вода может временно ускорить метаболизм. Исследования показали, что употребление 17 унций (0,5 литра) воды увеличивает метаболизм в состоянии покоя на 10-30% примерно на час.

Это неудивительно, поскольку наше тело состоит в основном из воды, а правильная гидратация является ключом к быстрому метаболизму.Этот эффект сжигания калорий может быть еще больше, если вы пьете холодную воду, поскольку ваше тело использует энергию, чтобы нагреть ее до температуры тела.

Масла или порошки MCT

Было показано, что триглицериды со средней длиной цепи или МСТ улучшают метаболизм, стимулируя выработку кетонов. Кокосовое масло содержит жиры MCT и при использовании в качестве замены кулинарного масла может помочь вам улучшить обмен веществ.

Вы можете купить концентрированную версию масел MCT и съесть ее отдельно, чтобы еще больше усилить этот эффект.В любом случае кокосовое масло или чистое масло MCT могут стать отличным дополнением к вашему рациону, если вы придерживаетесь кетогенного или прерывистого голодания.

Кофеин

Было доказано, что кофеин и кофе улучшают обмен веществ за счет увеличения частоты сердечных сокращений и, следовательно, улучшения потребления калорий.

Зеленый чай

Зеленый чай

, как полагают, увеличивает расход энергии и окисление жиров, а также снижает производство и усвоение жира.

Итог

В этой статье я только что рассказал об основах питания и метаболизма, но есть много других вещей, не связанных с едой, которые вы можете сделать для улучшения своего метаболизма, например, улучшение качества сна и выполнение определенных упражнений.

А пока просто знайте, что небольшие и постепенные изменения в рационе питания могут улучшить метаболизм и улучшить общее состояние здоровья. Начать с изменения одной привычки за раз — всегда лучшая стратегия для достижения любой цели.

После того, как вы улучшите свою диету, гидратацию и прием добавок, вы можете подумать о тестировании более продвинутых «биохаков» или техник, таких как ледяные ванны и HIIT-тренировки натощак.

И помните, более высокий метаболизм не только помогает вам сбросить вес и поддерживать его в норме, но также дает вам больше энергии и чувство бодрости.Если вы дадите ему время, оно действительно того стоит.

Изображение предоставлено: Фицум Адмасу через unsplash.com

Увеличение мышечной массы для улучшения обмена веществ

Адипоцит. 2013 г. 1 апреля; 2 (2): 92–98.

Александра К. Макферрон

¹ Генетика развития и болезней Отделение; Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек; Национальные институты здоровья; Bethesda, MD USA

Tingqing Guo

¹ Отделение генетики развития и болезней; Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек; Национальные институты здоровья; Бетесда, Мэриленд, США

Николь Д.Bond

¹ Genetics of Development and Disease Branch; Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек; Национальные институты здоровья; Bethesda, MD USA

Оксана Гаврилова

² Лаборатория метаболизма мышей; Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек; Национальные институты здоровья; Bethesda, MD USA

¹ Отделение генетики развития и болезней; Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек; Национальные институты здоровья; Bethesda, MD USA

² Лаборатория метаболизма мышей; Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек; Национальные институты здоровья; Bethesda, MD USA

^† Текущее место работы: Отдел неврологии; Каролинский институт; Стокгольм, Швеция

^‡ Текущее местонахождение: Институт Бака; Novato, CA USA

Поступило 2 июля 2012 г .; Пересмотрено 8 октября 2012 г .; Принята в печать 9 октября 2012 г.

Это статья с открытым доступом под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported License. Статья может распространяться, воспроизводиться и повторно использоваться в некоммерческих целях при условии правильного цитирования первоисточника.

Abstract

Инсулинорезистентность скелетных мышц является предиктором развития диабета 2 типа, и поддержание адекватной утилизации глюкозы в мышцах может помочь предотвратить диабет.Липодистрофия — это тип диабета, вызванный уменьшением количества белой жировой ткани и адипокина лептина. Как следствие, развиваются липидемия, инсулинорезистентность и гиперфагия. В недавнем исследовании мы показали, что увеличение массы скелетных мышц за счет ингибирования передачи сигналов миостатина, члена семейства трансформирующего фактора роста β (TGFβ), который негативно регулирует рост мышц, предотвращает развитие диабета на мышиной модели липодистрофии. Специфичное для мышц ингибирование миостатина также предотвращает гиперфагию, что позволяет предположить, что мышцы могут регулировать потребление пищи.Здесь мы обсуждаем эти результаты в контексте стратегий повышения чувствительности мышц к инсулину, а также новых открытий о влиянии миостатина и других членов семейства TGFβ на аналогичные метаболические процессы.

Ключевые слова: миостатин, липодистрофия, мышечная гипертрофия, гиперфагия, диабет, инсулинорезистентность, лептин, жировая ткань, скелетные мышцы, прием пищи

Введение

Скелетная мышца является важной тканью для поддержания контроля уровня глюкозы в крови и энергетического баланса.Мышцы используют как глюкозу, так и жирные кислоты в качестве топлива и служат источником аминокислот для использования в других тканях во время голодания. Поглощение глюкозы мышцами стимулируется сокращением или постпрандиальной секрецией инсулина. Эугликемические-гиперинсулинемические клэмп-исследования на людях демонстрируют, что большая часть стимулированного инсулином захвата глюкозы в организме происходит в скелетных мышцах, где большая часть ее хранится в виде гликогена или окисляется. ^{1 , 2} Накопление внутриклеточных липидов коррелирует с инсулинорезистентностью и обнаруживается намного раньше, чем начало сахарного диабета 2 типа (СД2). ² Точная роль митохондриального окисления липидов в патогенезе мышечной инсулинорезистентности все еще обсуждается. Были предложены различные и потенциально перекрывающиеся механизмы причины накопления липидов, включая дисфункцию митохондрий, ведущую к липотоксичности и инсулинорезистентности, неполное окисление липидов, приводящее к вредным промежуточным метаболитам, или изменения в передаче сигналов липидов, окислительно-восстановительном балансе или стрессе ER. ^{2 , 3}

Нас интересуют метаболические эффекты члена семейства трансформирующего фактора роста β (TGFβ), который негативно регулирует рост скелетных мышц, миостатина (MSTN), особенно в отношении прогрессирования. , профилактика или лечение общих метаболических состояний.Недавно мы опубликовали исследование, описывающее предотвращение диабета и гиперфагии (избыточного потребления пищи) у мышей с диабетом с липодистрофией, заболеванием, вызванным нехваткой белой жировой ткани (WAT), путем блокирования передачи сигналов MSTN в мышцах. ⁴ Наши результаты совпадают с растущим осознанием того, что мышечная гипертрофия оказывает благотворное влияние на метаболизм глюкозы, а также может вовлекать скелетные мышцы в регуляцию потребления энергии каким-то еще неизвестным механизмом. Здесь мы сопоставим наши результаты с некоторыми текущими активными областями исследований метаболического гомеостаза.

Физические упражнения и миметики упражнений для борьбы с инсулинорезистентностью

Все мы знаем, что мы должны заниматься спортом регулярно, даже если мы этого не хотим. Давно признано, что различные виды упражнений способствуют изменению размера скелетных мышц и использованию энергии. Волокна скелетных мышц — это многоядерные клетки, которые подразделяются на два свойства: сократительные и метаболические. Медленно сокращающиеся окислительные волокна содержат высокую плотность митохондрий и преимущественно используют жирные кислоты в качестве топлива («красные» мышцы), в то время как быстро сокращающиеся гликолитические волокна имеют меньше митохондрий и используют относительно больше глюкозы («белые» мышцы).Тренировки на выносливость способствуют переходу к медленному окислительному фенотипу в мышцах и улучшают состояние сердечно-сосудистой системы и чувствительность к инсулину всего тела. Молекулярные пути, способствующие митохондриальному биогенезу и окислительной способности мышц, были предложены в качестве мишеней для имитаторов упражнений на выносливость для улучшения метаболизма у пациентов, не способных выполнять упражнения. Однако этот подход был подвергнут сомнению, особенно Муойо и Нойфер в недавней провокационной обзорной статье. ³ Как они описывают, усиление окисления жиров или митохондриального биогенеза в мышцах может иногда ухудшать инсулинорезистентность.Они рассматривают данные, свидетельствующие о том, что вредные промежуточные метаболиты образуются, когда увеличение потребности в энергии не компенсирует увеличение производства энергии, которое происходит при более высоких уровнях окисления жиров.

Гипертрофия мышц и увеличение силы, с другой стороны, может быть достигнуто с помощью упражнений с отягощениями. Сейчас становится понятно, что стимулирование гипертрофии быстрых гликолитических мышечных волокон также имеет метаболические преимущества. У людей мышечная масса положительно связана со снижением частоты инсулинорезистентности ⁵ или метаболического синдрома ⁶ группы факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и СД2, которая включает повышенный уровень глюкозы и триглицеридов натощак, артериальную гипертензию, ожирение и снижение уровня ЛПВП. .Как и упражнения на выносливость, упражнения с отягощениями также связаны с улучшением метаболизма глюкозы, и в настоящее время оба рекомендуются пациентам с СД2. ⁷ Генетически модифицированные мыши с увеличенной мышечной массой имеют пониженную жировую массу и устойчивость к ожирению, вызванному диетой (DIO), и инсулинорезистентности, даже если манипуляции являются специфичными для мышц. ^{8 , 9} Одним из объяснений этого может быть то, что передача сигналов инсулина и инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1) сходится на фосфатидилинозитол (PI) 3-киназе / Akt / пути рапамицина (mTOR) млекопитающих. для стимулирования инсулино-стимулированного удаления глюкозы и анаболического роста мышц. ¹⁰ Таким образом, сигнальные пути, которые способствуют мышечной гипертрофии, являются потенциальными мишенями для имитаторов упражнений с отягощениями, которые могут иметь дополнительное преимущество в предотвращении или лечении мышечной инсулинорезистентности.

По аналогии с адипокинами, секретируемыми жировыми клетками, мышцы все чаще признаются секреторной тканью, которая потенциально производит сотни собственных «миокинов», которые могут действовать локально или системно. ¹¹ Некоторые из них усиливаются при выполнении упражнений и могут опосредовать воздействие упражнений на другие ткани.Например, как недавно описали Шпигельман и его коллеги, ирисин из мышц способствует дифференцировке коричневой жировой ткани (BAT) и термогенезу в WAT. ¹² Напротив, экспрессия MSTN в мышцах часто снижается при физической нагрузке, но увеличивается при резистентности к инсулину или патологическому ожирению. ¹³ Кроме того, повторная инъекция MSTN может вызвать непереносимость инсулина у мышей. ¹⁴

Мутации с потерей функции в гене MSTN или лечение растворимыми антагонистами MSTN значительно увеличивает размер скелетных мышц. ¹⁵ Делеция гена Mstn или трансгенная сверхэкспрессия доминантно-отрицательного рецептора активина типа IIB (ACVR2B, также известный как ActRIIB) во время развития вызывает увеличение количества мышечных волокон (гиперплазия) и диаметра (гипертрофия) у мышей. ^{8 , 16} Mstn мутантная мышца мышей или бельгийской голубой породы крупного рогатого скота также содержит больше типов быстрых гликолитических волокон, чем нормальная мышца. ^{17 — 19} Напротив, ингибирование MSTN у взрослых вызывает гипертрофию без гиперплазии. ⁸ Хотя типы волокон, по-видимому, не изменились, анализ экспрессии генов показывает снижение экспрессии медленных изоформ структурных генов и окислительных генов, предполагая, что быстрые гликолитические волокна гипертрофированы больше, чем медленные окислительные волокна. ²⁰ Антагонисты MSTN, вводимые постнатально, могут поэтому рассматриваться как имитаторы упражнений с отягощениями для терапевтического вмешательства при различных заболеваниях, связанных с истощением мышц.

Дополнительным эффектом тренировок является усиление кровоснабжения, что может способствовать увеличению доставки кислорода, питательных веществ и инсулина к мышечным волокнам.Капиллярная пролиферация, хорошо известный эффект тренировок на выносливость, ²¹ , также была продемонстрирована в мышцах грызунов, которые гипертрофированы функциональной перегрузкой из-за удаления синергетических мышц. ^{22 — 24} Напротив, похоже, не наблюдается увеличения плотности капилляров в мышцах при делеции гена MSTN . Mstn нулевых мышей, выведенных на основе генетического фона высокого роста (DUHi) или крупного рогатого скота бельгийской голубой породы, имеют пониженную плотность капилляров. ^{19 , 25} Другое подробное исследование с использованием мышей Mstn ^{— / —} , однако, обнаружило нормальную плотность капилляров с учетом типа волокна и нормальную перфузию мышц во время электростимулируемых упражнений in vivo. ¹⁷ Одно интересное наблюдение из этого исследования заключается в том, что гиперфузия после упражнений является более продолжительной по сравнению с мышами WT, аналогично тому, что наблюдается у бегунов на короткие дистанции по сравнению с бегунами на длинные дистанции. ²⁶ Таким образом, этот эффект может быть характерным для быстрой гликолитической мышцы. Васкуляризация у мышей, получавших постнатальные ингибиторы MSTN, еще не определена.

Блокирование передачи сигналов MSTN в мышцах также влияет на метаболизм всего тела. Мыши с делецией гена Mstn , трансгенные мыши со сверхэкспрессией доминантно-негативного ACVR2B или трансгенные мыши, экспрессирующие любой из нескольких встречающихся в природе связывающих MSTN белков, обладают мышечной массой и устойчивы к метаболическим последствиям кормления с высоким содержанием жиров, включая ожирение, инсулинорезистентность и атеросклероз. . ^{8 , 9} У этих мышей также наблюдается повышенная инсулино-стимулированная активация Akt и повышенное стимулированное инсулином поглощение глюкозы всем телом и мышцами даже при стандартном питании. ⁸ Растворимые ингибиторы MSTN предотвращают вызванное диетой ожирение (DIO) и инсулинорезистентность при введении в начале кормления с высоким содержанием жиров, но оказались неэффективными для индукции потери веса у мышей, страдающих ожирением до ингибирования MSTN. ^{27 — 31} Лучшие результаты, получаемые, когда лечение против MSTN проводится одновременно с началом диеты с высоким содержанием жиров, возможно, потому, что максимальная гипертрофия мышц достигается в течение нескольких недель, временных рамок, предшествующих многим увеличения веса, вызванного диетой.Таким образом, ингибирование MSTN может быть более полезным для предотвращения, а не для лечения ожирения.

В отличие от ингибирования MSTN у мышей с ожирением, индукция конститутивной активации Akt1 в скелетных мышцах мышей с ожирением приводит к потере веса и улучшению толерантности к глюкозе. ³² Сама величина мышечной гипертрофии не может объяснить разницу в потере веса в этих двух моделях, предполагая, что передача сигналов ниже пути Akt ответственна за потерю веса у конститутивно активных трансгенных мышей Akt.Эти авторы позже идентифицировали одного потенциального кандидата, фактор роста фибробластов, сенсибилизирующий инсулин 21, который увеличивается в мышцах и в кровотоке у конститутивно активных Akt мышей. ³³ Многие миокины еще предстоит определить функционально, и это, вероятно, будет областью интенсивной активности в ближайшем будущем, особенно в отношении перекрестных помех с другими тканями.

Гипертрофия мышц у липодистрофических мышей

Ингибиторы MSTN в настоящее время разрабатываются для лечения состояний мышечной атрофии.Они также могут быть полезны для улучшения некоторых аспектов метаболической дисфункции, даже если они не смогли вызвать потерю веса у тучных грызунов. Примечательно, что толерантность к глюкозе и глюкоза натощак были улучшены у мышей ob / ob , получавших антитела против MSTN. ²⁸ Мы заинтересованы в том, чтобы проверить, может ли подавление этого пути и увеличение мышечной массы предотвратить или лечить диабет. Поскольку ожирение ниже у генетически модифицированных мышей с мускулистыми мышцами на раннем этапе развития даже на стандартной диете, мы не можем отличить, улучшается ли чувствительность к инсулину из-за изменений метаболизма в самих мышцах или из-за вторичного эффекта предотвращения развития ожирения.Кроме того, мыши с DIO обычно не заболевают диабетом. В качестве альтернативы мы обратились к мышиной модели липодистрофического диабета.

Липодистрофия вызывается редкими генетическими мутациями или высокоактивной антиретровирусной терапией ВИЧ-инфекции. ^{34 , 35} Отсутствие адекватных участков накопления жировой ткани вызывает переполнение липидов в кровоток и эктопическое отложение в тканях, что, как считается, приводит к инсулинорезистентности и, в некоторых случаях, к диабету. ² Как отметили Шульман и его коллеги, несмотря на отсутствие ожирения, метаболические проблемы при липодистрофии аналогичны ожирению, демонстрируя важность нарушения регуляции липидов в развитии инсулинорезистентности. ² Недостаток WAT также снижает выработку адипокинов, таких как лептин, который обычно вызывает периферическое окисление жиров и препятствует потреблению пищи.

Наше исследование описывает ингибирование передачи сигналов MSTN у мышей A-ZIP / F-1 (далее называемых A-ZIP), мышиной модели генерализованной липодистрофии. ⁴ Созданные более 10 лет назад лабораторией Чарльза Винсона, трансгенные мыши A-ZIP сверхэкспрессируют доминантно-негативную конструкцию лейциновой молнии, которая блокирует ДНК-связывающий домен семейства C / EBP факторов транскрипции, содержащих домен B-ZIP, которые необходимы для адипогенез. ³⁶ Жиро-специфический промотор aP2 (белок 4, связывающий жирные кислоты) использовали для экспрессии этого трансгена, что приводило к почти полному ингибированию дифференцировки белых адипоцитов. Мы скрестили мышей A-ZIP с мышами, экспрессирующими мышечно-специфический доминантно-отрицательный ACVR2B, которых мы называем мышами Muscle-DN.Мы обнаружили, что тяжелый диабет, характерный для мышей A-ZIP, полностью исчез, а чувствительность к инсулину была восстановлена. У мышей A-ZIP содержание триглицеридов в мышцах и печени повышено до начала диабета. ³⁷ Нормальные уровни липидов были обнаружены у наших двойных трансгенных мышей, и анализы in vivo продемонстрировали, что снижение липидемии, по-видимому, больше связано с уменьшением липогенеза, чем с повышенным окислением липидов. В соответствии с нашими результатами, упражнения с отягощениями увеличили мышечную массу, снизили уровень циркулирующих триглицеридов и улучшили чувствительность к инсулину в небольшом испытании пациентов с ВИЧ-ассоциированной липодистрофией. ³⁸

Несколько групп показали, что мышей Mstn ^{— / —} имеют более высокое стимулированное инсулином поглощение глюкозы мышцами наряду с увеличенной мышечной массой и типами гликолитических волокон. ⁸ В совокупности со снижением содержания триглицеридов в мышцах у мышей с двойным мутантом A-ZIP / Muscle-DN эти результаты предполагают, что повышенное использование глюкозы мышцами может предотвращать увеличение эктопического отложения липидов. В соответствии с этим, делеция ядерного рецептора Nur77 , положительного регулятора генов утилизации глюкозы, особенно в мышцах, снижает утилизацию глюкозы и увеличивает накопление липидов в мышцах и резистентность к инсулину при питании с высоким содержанием жиров. ³⁹

BAT и расход энергии у липодистрофических мышей

Еще одним потенциальным средством лечения ожирения или диабета, которому в последнее время уделяется много внимания, является увеличение расхода энергии за счет стимулирования термогенеза в BAT. Мыши A-ZIP все еще имеют небольшое количество BAT, а трансген Muscle-DN экспрессируется на низких уровнях в BAT. ⁴⁰ Использование другой трансгенной линии, которая экспрессировала доминантно-отрицательный ACVR2B в адипоцитах под контролем промотора aP2 (мыши Fat-DN) ⁴⁰ для блокирования передачи сигналов MSTN в BAT, однако, не удалось предотвратить диабет или гиперфагию у мышей A-ZIP. .

Пока наша рукопись была в печати, Fournier et al. из Novartis сообщили о доказательствах того, что MSTN напрямую ингибирует коричневый адипогенез в первичных культурах преадипоцитов BAT. ⁴¹ Блокирование рецептора в культуре способствует адипогенезу, но не митохондриальному биогенезу, что позволяет предположить, что по крайней мере один лиганд ACVR2B продуцируется BAT. Они также лечили мышей антителом против ACVR2B с дозой, которая увеличивала мышечную массу только на ~ 15%, чтобы минимизировать пассивное увеличение расхода энергии из-за увеличения массы тела.Обработка анти-ACVR2B увеличивала расход энергии, эффект, который был полностью заблокирован анализом на термонейтральность. Этот последний результат убедительно свидетельствует о том, что термогенез, а не увеличение мышечной массы и веса тела, объясняет более высокие затраты энергии при комнатной температуре.

Эти результаты побудили нас задуматься о том, блокируют ли наши две трансгенные линии рецепторов DN автономно клетки передачи сигналов MSTN в разных типах клеток в пределах BAT. Если это так, то наличие диабета у мышей Fat-DN, A-ZIP может не исключать опосредованное BAT улучшение метаболизма у мышей Muscle-DN, A-ZIP.Кроме того, открытие иризина демонстрирует перекрестные помехи между мышцами и BAT, поэтому функцию BAT у мышей A-ZIP, Muscle-DN, а также различные модели терапии против MSTN необходимо изучить более подробно. Однако мы думаем, что усиление коричневого адипогенеза вряд ли будет основным фактором улучшения метаболизма у мышей Muscle-DN, A-ZIP. BAT у дважды трансгенных мышей весили 20% от BAT дикого типа и были даже меньше, чем BAT A-ZIP. Кроме того, расход энергии не увеличивался у мышей с двойными мутантами по сравнению с одиночными мутантами WT, Muscle-DN или A-ZIP.В соответствии с этим, хотя средняя температура тела не отличалась от мышей A-ZIP, стандартное отклонение этого измерения было увеличено в 4 раза у двойных A-ZIP, мутантов Muscle-DN, что указывает на возможный дефект термогенеза (неопубликованные данные).

Члены семьи TGFβ и потребление пищи

В дополнение к полной профилактике диабета у липодистрофических мышей, мыши с двойными мутантами обладали еще одним поразительным, но неожиданным фенотипом — нормальным потреблением пищи. Как и у мышей ob / ob , потребление пищи мышами A-ZIP увеличено примерно в 2 раза из-за потери центральных эффектов лептина.Мы не прогнозировали влияние на потребление пищи, потому что конструкция доминантно-отрицательного рецептора ACVR2B содержит трансмембранный домен и управляется мышечным промотором. Кроме того, насколько нам известно, не было описаний измененного приема пищи у мышей с мутациями в гене MSTN или с фармакологическим ингибированием MSTN. Это уменьшение гиперфагии может быть частичным объяснением улучшения липидемии у мышей A-ZIP, Muscle-DN. Однако попарное кормление мышей A-ZIP с уровнями потребления пищи дикого типа не улучшает инсулинорезистентность и не снижает гипергликемию. ⁴²

Потребление энергии регулируется несколькими участками центральной нервной системы (ЦНС). Пока что наиболее тщательно исследован гипоталамус. В гипоталамусе орексигенные нейроны, экспрессирующие пептиды, родственные белку агути (AgRP) и нейропептид Y (NPY), и анорексигенные нейроны, экспрессирующие предшественник проопиомеланокортина (POMC), несомненно, важны для регулирования потребления энергии. ⁴³ Аноректический вход в ЦНС поступает от метаболически важных тканей, таких как WAT (лептин), поджелудочная железа (инсулин, глюкагон) и кишечник [глюкагоноподобный пептид 1 (GLP1), пептид YY (PYY) и т. Д.]. ⁴³ В кишечнике также вырабатывается орексигенный гормон грелин. Некоторые из этих сигналов могут быть опосредованы афферентной блуждающей или кишечной нейрональной передачей, а не воздействовать непосредственно на ЦНС. Кроме того, жирные кислоты и глюкоза воспринимаются мозгом и могут регулировать потребление пищи.

Чтобы попытаться определить механизм снижения потребления пищи у мышей с двойным мутантом, мы собрали многих обычных подозреваемых. Уровни экспрессии AgRP , Npy и Pomc существенно не различались между генотипами, поэтому мы не уверены, какая часть ЦНС может быть затронута у двойных мутантных мышей.У двойных мутантов уровни гормонов грелина, PYY, GLP-1 и глюкагона были аналогичны мышам WT. Одним из средств улучшения диабета и гиперфагии у мышей с липодистрофией является замещение лептина, ⁴² , и было высказано предположение, что мыши Mstn ^{— / —} более чувствительны к эффектам введенного лептина на подавление приема пищи. ⁴⁴ Мы обнаружили, однако, что диабет и гиперфагия были спасены у мышей с тройным мутантом A-ZIP, Muscle-DN, ob / ob , демонстрируя, что метаболические улучшения, вызванные ингибированием передачи сигналов MSTN в мышцах мышей A-ZIP, являются лептином. -независимый.

Может ли лиганд (ы) ActRIIB регулировать потребление пищи, воздействуя непосредственно на ЦНС? Многие члены семейства TGFβ экспрессируются в головном мозге, включая MSTN, ⁴⁵ , многие костные морфогенетические белки (BMP) ^{46 , 47} и активины. ⁴⁸ Кроме того, в литературе есть несколько описаний эффектов членов семейства TGFβ на потребление пищи или воды. В C. elegans передача сигналов TGFβ в нейронах может негативно регулировать потребление пищи. ⁴⁹ Другой член семейства, цитокин-1, ингибирующий макрофаги, экспрессируется во время воспаления и ингибирует потребление пищи мышами, воздействуя на нейроны POMC и NPY, возможно, за счет связывания с TGFBR2. ⁵⁰

Исследователи из Genentech, Inc. сообщили, что активин, лиганд для ACVR2B с аналогичным нисходящим сигнальным путем и дублирующими функциями MSTN в мышцах, увеличивает потребление воды без влияния на потребление пищи при введении в гипоталамус крыс. ⁵¹ Этот эффект не наблюдался с ингибином, другим членом семейства, который противодействует активину, конкурируя за связывание с рецептором. Эти авторы также упоминают собранные ими неопубликованные данные, свидетельствующие об уменьшении потребления пищи и увеличении потребления воды при непрерывном подкожном введении крысам, получавшим гораздо более высокие дозы активина, чем те, которые использовались для инфузии гипоталамуса (примерно в 10 раз). У мышей с нулевым геном ингибина α развиваются опухоли гонад и кахексия, что, как полагают, происходит из-за повышенных уровней активина. ⁵² Потребление пищи у этих мышей снижено, и потребление пищи и мышечная масса нормализуются при лечении растворимым ACVR2B. ⁵³ Inhibin α ^{— / —} Мыши имеют гепатоцеллюлярный некроз и патологические изменения в железистом желудке, которые опосредуются другим рецептором, ACVR2. ⁵² Таким образом, эти эксперименты не различают токсический эффект повышенных уровней активина по сравнению с регулирующей сетью кишечник-мозг, модулируемой активином, чтобы объяснить снижение потребления пищи у мышей ингибина α ^{— / —} .Напротив, системная сверхэкспрессия MSTN вызывает кахексию без снижения потребления пищи или аналогичного воздействия на печень и кишечник. ⁵⁴ Ингибирование передачи сигналов ACVR2B в мышцах может вызвать обратную связь по уровням одного или нескольких общих секретируемых антагонистов, поэтому необходимо будет изучить передачу сигналов активина в мышцах Muscle-DN, A-ZIP.

Мы были особенно взволнованы, увидев отчет Ценга и его коллег, описывающий влияние BMP7 на потребление пищи. ⁴⁷ Их интерес к проадипогенным эффектам BMP7 на BAT привел их к анализу потребления и расхода энергии у мышей, получавших BMP7.Они обнаружили, что мыши DIO, обработанные аденовирусом для системной экспрессии потерянной жировой массы BMP7 в течение недели, в основном из-за снижения аппетита. С помощью серии экспериментов по интрацеребровентрикулярному введению они показали, что BMP7 вызывал резкое снижение потребления пищи у WT с увеличением экспрессии Pomc и иммунореактивности cFOS в гипоталамусе, что свидетельствует об активации нейронов. Они также показали, что насыщение, индуцированное BMP7, требует интактной передачи сигналов mTOR в гипоталамусе и не зависит от лептина.

Перекрытие сигнальных путей между MSTN и BMP7 интригует в свете этих результатов. В дополнение к активинам и MSTN, BMP7 может передавать сигналы через ACVR2B, хотя различные корецепторы (рецепторы типа I) и нижестоящие медиаторы активируются, и MSTN и BMP7 могут противодействовать друг другу, конкурируя за связывание ACVR2B. ^{41 , 55} IGF1 активирует передачу сигналов mTOR / Akt, вызывая гипертрофию в мышечных трубках, которая ингибируется передачей сигналов MSTN. ^{10 , 56} Могут ли BMP7 и MSTN противодействовать друг другу в гипоталамусе, и может ли усиление передачи сигналов BMP7 вызывать снижение потребления пищи у мышей A-ZIP, Muscle-DN? Четыре линии доказательств предполагают, что это вряд ли может быть объяснением уменьшения гиперфагии у мышей A-ZIP, Muscle-DN.Во-первых, ингибирующий эффект BMP7 на аппетит отменяется, когда лентивирусный вектор, экспрессирующий shRNA к рецептору BMP 2 , вводится в гипоталамус, ⁴⁷ , но неизвестно, что MSTN передает сигнал через BMPR2. Кроме того, на прием пищи не влияет лечение антителом ACVR2B у мышей, получавших стандартный корм, или лечение антителом MSTN у мышей ob / ob . ^{28 , 41} Во-вторых, экспрессия Pomc не увеличивается у мышей A-ZIP, Muscle-DN. ⁴⁷ В-третьих, природа мутантов MSTN, используемых в нашем исследовании, не подтверждает прямую роль передачи сигналов MSTN в регуляции приема пищи: доминантно-отрицательный ACVR2B экспрессировался с помощью мышечно-специфичного промотора, и мы не смогли обнаружить экспрессию трансгена в гипоталамус или весь мозг. Эти мыши все еще производят MSTN. Четвертые и наиболее важные, мыши A-ZIP в фоновой фенокопии Mstn ^{— / —} снижали уровень глюкозы в крови и потребление пищи мышей A-ZIP, Muscle-DN.Таким образом, подавление передачи сигналов MSTN в мышцах или, в более общем плане, увеличение мышечной массы, по-видимому, является ключевым фактором в обеспечении улучшенных метаболических фенотипов, включая нормализацию потребления пищи, а не каких-либо гипотетических прямых эффектов самого MSTN на ЦНС.

Выводы и направления на будущее

Мы показали, что ингибирование MSTN в мышцах может предотвратить как диабет, так и гиперфагию у мышей без WAT, и что этот эффект не зависит от лептина. Положительные эффекты на чувствительность к инсулину, обнаруженные в нашей модели, описанной здесь, и у других мышей с гипертрофией мышц, особенно у трансгенных мышей, экспрессирующих конститутивно активный Akt, ³² , подчеркивают важность гликолитического метаболизма в предотвращении накопления липидов и резистентности к инсулину в мышцах.

Эти результаты также предполагают, что мышцы могут производить фактор, регулирующий потребление пищи. Эта обратная связь с ЦНС может происходить через прямую ось «мышца-мозг» через неизвестный миокин, хотя и не обязательно пептид, или косвенный механизм — через мышечные сигналы, действующие на другую ткань, которая передает сигналы сытости в мозг. Хотя кажется правдоподобным, что мышцы будут посылать сигнал о приеме пищи в ЦНС из-за их доли веса тела, потребностей в энергии и важности для метаболического гомеостаза всего тела, удивительно, что увеличение мышечной массы будет уменьшать, а не увеличивать потребление пищи. .Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли этот эффект специфичным для определенных типов метаболической дисфункции, таких как гиперфагия, диабет или отсутствие жировой ткани или адипокинов. Лечение липодистрофических мышей фармакологическими ингибиторами MSTN необходимо, чтобы определить, может ли этот подход лечить существующий диабет и гиперфагию. Если это так, острые эффекты должны быть более подвержены анализу, чтобы выяснить возможные механизмы.

Каковы другие возможные механизмы улучшенного метаболического фенотипа у мышей A-ZIP, Muscle-DN? Если гипертрофия мышц предотвращает развитие инсулинорезистентности в головном мозге, вторичное по отношению к предотвращению повышенных циркулирующих липидов и глюкозы, прием пищи может быть замедлен за счет восстановления действия инсулина в ЦНС.Однако это не объясняет, почему лептин больше не требуется. Другими соперниками являются глюкокортикоиды, которые, как известно, влияют на инсулинорезистентность, мышечное истощение и потребление пищи, особенно с учетом того, что мыши Mstn ^{— / —} устойчивы к мышечному истощению, вызванному глюкокортикоидами. ⁵⁷

До сих пор, в отличие от моделей с повышенным окислением липидов в мышцах, гипертрофические модели постоянно демонстрировали улучшенную чувствительность к инсулину или метаболизм глюкозы, особенно когда мускулатура предшествует метаболической проблеме.Хотя ингибиторы MSTN являются потенциальными имитаторами упражнений с отягощениями, сомнительно, что FDA одобрит их для использования здоровыми людьми для профилактики диабета и ожирения. Накапливающиеся данные свидетельствуют о том, однако, что они могут принести дополнительную метаболическую пользу пациентам, принимающим их для лечения мышечной атрофии. Для остальных из нас было бы неплохо потренироваться в тренажерном зале, а также на беговой дорожке.

Благодарности

Мы приносим извинения нашим коллегам за то, что не смогли включить многие из интересных первичных ссылок.Эта работа поддерживается Программой очных исследований NIH, NIDDK.

Глоссарий

Сокращения:

Раскрытие информации о потенциальных конфликтах интересов

В соответствии с лицензионным соглашением между Pfizer и Университетом Джона Хопкинса, A.СМ. имеет право на получение доли роялти, полученной Университетом от продажи фактора, описанного в этой статье. Условия этих соглашений регулируются Университетом в соответствии с его политикой в ​​отношении конфликта интересов.

Ссылки

Улучшение углеводного обмена после физических тренировок и диетического вмешательства у людей с «атеротромбогенным синдромом».Осло, исследование диеты и физических упражнений (ODES). Рандомизированное исследование

Цели: Сравнить единичный и совместный эффект годичной диеты и физических упражнений на углеводный обмен и связанные с ним переменные коронарного риска.

Дизайн: Незамаскированное рандомизированное исследование с факторным вмешательством 2 x 2 продолжительностью 1 год для каждого участника.

Параметр: Участники были отобраны из скринингового обследования 40-летних людей в Осло, Норвегия.

Предметы: Двести девятнадцать мужчин и женщин, ведущих малоподвижный образ жизни, с диастолическим артериальным давлением 86-99 мм рт.ст., холестерином ЛПВП <1,20 ммоль / л, триглицеридами> 1.4 ммоль л-1, общий холестерин 5,20-7,74 ммоль л-1 и ИМТ> 24. Участники были случайным образом распределены на контрольную (n = 43), диету (n = 55), упражнения (n = 54) и диета + упражнения ( n = 67).

Вмешательства: Упражнения: упражнения на выносливость под инструктором три раза в неделю. Диета: снизить вес, увеличить потребление рыбы и снизить общее потребление жиров.

Основные показатели результатов: Годовые изменения инсулина и глюкозы до и после стандартизованной глюкозной нагрузки.

Полученные результаты: По сравнению с контрольной группой уровень инсулина натощак в пмоль L-1 значительно снизился в группе комбинированной диеты и упражнений (3,9 +/- 6,2 против -22,6 +/- 4,7 соответственно, P = 0,003). Инсулин в пмоль L-1 после нагрузки глюкозой значительно снизился во всех группах вмешательства по сравнению с контролем (диета: -82,2 +/- 49,9 P = 0,02; упражнения: -92,4 +/- 60,1 P = 0,03; диета + упражнения: -179.6 +/- 46,1 P = 0,0004). Уровень глюкозы натощак в ммоль / л значительно снизился в группе, соблюдающей только диету (0,21 +/- 0,07 P = 0,006), и в группе диета + упражнения (-0,26 +/- 0,08 P = 0,005). При анализе подгруппы хорошо ответивших наблюдались изменения в отношении общего холестерина (-0,76 ммоль / л), холестерина ЛПВП (0,16 ммоль / л), триглицеридов (-0,72 ммоль / л), систолической и диастолической крови. давление (-8,5 / -6,8 мм рт. ст.) было статистически значимым по сравнению с контролем с P <0,001).

Выводы: Упражнения и диетическое вмешательство, в частности их комбинация, были эффективны в улучшении углеводного обмена. Сопутствующие факторы риска также были затронуты в благоприятном направлении.

Старше 50 лет? Вот как ускорить метаболизм, чтобы похудеть

Если вам больше 50 и вы изо всех сил пытаетесь похудеть, вы не одиноки: сбросить килограмм обычно бывает труднее, чем раньше.Большинство людей пробуют тренировку сердечно-сосудистой системы, такую ​​как HIIT-тренировка, план «Диван на 5 км» для бега или даже ходьбы, чтобы похудеть — и, хотя все вышеперечисленное великолепно, они могут не решить реальную проблему, а именно замедление метаболизма. приходит со старением.

Наш метаболизм, группа химических реакций, которая поддерживает работу нашего тела, сжигает калории даже в состоянии покоя из-за простых усилий, направленных на поддержание жизнедеятельности нашего тела. У молодых людей метаболизм сжигается быстро и быстро, быстро сжигая калории.Но с возрастом наш метаболизм часто замедляется.

Одной из причин этого является процесс, называемый мышечной атрофией, при котором запасы мышечной массы истощаются с возрастом, поэтому пожилые люди физически очень слабы. Наше тело расходует энергию на снабжение мышц кислородом через красные кровяные тельца, поэтому, когда наши мышцы истощаются, то же самое происходит и с нашим метаболизмом, поскольку он тратит меньше энергии. Это не единственный фактор снижения метаболизма, но он, безусловно, способствует.

Решение? Тренировки для наращивания мышечной массы и сжигания калорий бросят вызов старению и помогут снизить вес.Национальная служба здравоохранения Великобритании сообщает, что «мышечным клеткам требуется больше энергии для поддержания, чем жировым клеткам, поэтому люди с большей мышечной массой, чем жировой, имеют тенденцию к более быстрому метаболизму».

Исследование, проведенное в Колледже Куинси в Бостоне, подтверждает это, в нем участвовали люди в возрасте от 21 до 80 лет, начинающие заниматься, и им предлагали поднимать тяжести от двух до трех раз в неделю в течение 10 недель.

(Изображение предоставлено Getty Images)

В конце программы студенты потеряли в среднем 3 балла.9 фунтов жира и набрать 3,1 фунта мышц. Это улучшило соотношение жира к мышцам в их организме, сделав их более стройными и сильными, а не просто худыми. Это доказывает, что тренировки с отягощениями — отличный способ похудеть для людей старше 50 лет за счет ускорения метаболизма, а также добавляя кардио, вы продолжите сжигать дополнительные калории.

Чтобы увидеть результаты, не обязательно начинать тренироваться с большими весами в тренажерном зале — этого можно добиться дома с помощью набора лучших регулируемых гантелей или лучших эспандеров.Эспандеры особенно подходят для пожилых людей, так как они очень легкие, могут путешествовать куда угодно и очень безопасны в использовании, без рывков, которые могут возникнуть при поднятии тяжестей.

Подтягивания и отжимания, отжимания, приседания и другие упражнения с собственным весом могут помочь вам нарастить мышцы даже без какого-либо оборудования, что делает эти простые упражнения для наращивания мышц отличным способом начать работу. Эти движения часто требуют определенной силы кора, а такие движения, как приседания и отжимания, могут помочь вам развить силу, чтобы выполнять упражнения с отягощениями, такие как приседания со штангой и жим лежа.

Вы также можете поддерживать активный метаболизм, потребляя больше белка. В отличие от углеводов, которые легко расщепляются и накапливаются организмом в виде жира, источники белка обладают сильным «термическим эффектом», что означает, что вашему организму гораздо труднее расщепиться на полезные вещества.

Вы расходуете больше калорий только на этапе пищеварения, чтобы расщепить стейк, курицу или овес: кроме того, вам нужно много белка, чтобы нарастить все эти мышцы. Кроме того, одно исследование, опубликованное учеными из Медицинской школы Йельского университета, среди прочих, показало, что диеты с высоким содержанием белка «оказывают значительное благотворное влияние на чувство сытости и контроль веса».

Короче говоря, диета с высоким содержанием белка заставляет вас чувствовать себя сытым на более длительный срок по сравнению с диетой с высоким содержанием углеводов, помогая вам контролировать муки голода, одновременно подпитывая мышцы и ускоряя обмен веществ. Главное — уменьшить количество углеводов с высоким содержанием крахмала и сахара, таких как чипсы, картофель фри, газированные напитки, вино, пиво, хлеб, белый рис и так далее. Вы можете частично заменить их альтернативами с низким ГИ, такими как цельнозерновые, фрукты и овощи, а также увеличить потребление белка, используя такие источники, как нежирное мясо, рыбу, бобовые и даже наш лучший протеиновый порошок для похудения.В сочетании с регулярными тренировками с отягощениями и периодическими тренировками для сердечно-сосудистой системы вы скоро начнете видеть результаты.

(Изображение предоставлено Unsplash)

Хотите узнать еще несколько способов повысить метаболизм после 50 лет? Один простой способ — пить воду. Правильно, исследования показали, что употребление пол-литра (500 мл) h3O может увеличить метаболизм в состоянии покоя на 30 процентов, но только на час за раз.

Вот в чем дело. Когда мы пьем, наше тело проходит через состояние, называемое термогенезом, чтобы нагреть воду до температуры тела.Использование энергии для создания тепла требует сжигания калорий, что, в свою очередь, может ускорить обмен веществ.

Хотя эффект длится всего час, хорошая новость заключается в том, что термогенез происходит каждый раз, когда вы пьете воду, поэтому поддержание гидратации — один из простых способов ускорить метаболизм. Переключитесь на холодную воду, чтобы усилить эффект сжигания калорий, поскольку организм использует больше энергии, чтобы нагреть воду до температуры тела.

Еще один способ улучшить метаболизм по мере взросления — это хорошо выспаться. Эта привычка заботиться о себе может творить чудеса в балансировании гормонов, которые вызывают хаос после 50 лет.Усталость означает, что вы с большей вероятностью сделаете неправильный выбор пищи, поскольку недостаток сна снижает активность лобной доли мозга (электростанции принятия решений и контроля над импульсами). Короче говоря, хорошо отдохнувший организм более устойчив к пристрастиям и реже перекусывает сладкими лакомствами для получения энергии.

Исследования также показали, что лишение сна заставляет организм замедлять метаболизм для сохранения энергии. Другое исследование показало, что недостаток zzzs может изменить метаболизм глюкозы и гормоны, участвующие в регулировании веса, а именно, меньше лептина (гормона, снижающего аппетит) и больше грелина (ответственного за чувство голода).

Еще один совет — начать пить зеленый чай, который может быть полезен для похудания, помогая метаболизму в организме быть более эффективным.

Он содержит биоактивные вещества, такие как кофеин, и антиоксидант, сжигающий калории, под названием галлат эпигаллокатехина (EGCG). Кофеин — это стимулятор, который, как известно, помогает похудеть и работать, в то время как антиоксиданты зеленого чая, называемые катехинами, могут помочь ускорить процесс сжигания жира в организме.

Лучшие на сегодняшний день эспандеры

10 способов повысить ваш метаболизм

Большинство людей знают, что быстрый метаболизм полезен для общего состояния здоровья, но не знают, как это сделать.К счастью, есть несколько эффективных способов ускорить метаболизм.

В наши дни много говорят о метаболизме в кругах людей, занимающихся здоровьем и образом жизни, поскольку все больше людей начинают понимать и активно продвигать здоровый, нормальный обмен веществ. По определению, метаболизм — это комбинация двух процессов: катаболизма и анаболизма. Первое — это расщепление различных молекул в нашем рационе для создания энергии, а второе — производство всех соединений, необходимых клеткам для нормальных функций организма.Оба эти элемента необходимо учитывать, чтобы обеспечить нормальный общий обмен веществ. Как можно предположить из приведенного выше определения, метаболизм тесно связан с питанием и диетой, которые получает наш организм, а также с тем, как мы относимся к своему телу в течение каждого дня.

Повышение уровня метаболизма может быть достигнуто различными способами, как с помощью диеты, так и образа жизни, потому что тело уникально гибко. Он может адаптироваться к новым условиям и самосовершенствоваться при правильной эксплуатации.Точно так же он может не адаптироваться и негативно реагировать на то, как мы к нему относимся. Повышение эффективности или усвоения питательных веществ и улучшение скорости сжигания жира организмом — это два ключевых компонента метаболизма, с которыми необходимо работать. Многие люди на самом деле вредят своим анаболическим и катаболическим показателям с помощью других стратегий похудания или здоровья, таких как диета, но один из основных способов улучшить ваше общее состояние здоровья — это улучшить метаболизм. Вот несколько способов:

Добавление белка: Белок — один из самых важных элементов в любой диете, но он особенно важен для развития сухой мышечной массы.Это тип мышц, с которым тесно связан высокий уровень метаболизма. Белок усваивается сложнее, чем жиры или углеводы; это означает, что организм тратит больше времени (и калорий) на переваривание белка, чем на многие другие элементы вашего рациона. Другими словами, добавляйте продукты, богатые белком, такие как лосось, красное мясо, сыр, бобы, йогурт и семена, если вы хотите повысить эффективность метаболизма.

Различное потребление калорий: Если ваше тело привыкнет к рутине, оно может стать ленивым, поэтому важно поддерживать вашу пищеварительную систему и метаболическую систему в рабочем состоянии и в тонусе.Лучший способ сделать это — варьировать потребление калорий между днями, чтобы ваше тело научилось адаптироваться и работать усерднее или меньше в зависимости от вашего потребления. Это увеличит вашу метаболическую гибкость и улучшит эффективность сжигания жира и пищеварения.

Exercise More: Исследования показали, что упражнения — один из основных способов улучшить ваш метаболический темп. Если вы ведете малоподвижный образ жизни, ваш метаболизм пострадает. Выполнение упражнений 3-5 раз в неделю — отличный способ поднять уровень метаболизма.Кроме того, если вы регулярно занимаетесь спортом, но все еще не заметили желаемых улучшений, попробуйте более короткие периоды активности в течение дня, например три 15-минутных отрезка упражнений, а не одно занятие продолжительностью 45 минут.

Ешьте достаточно: Одна из самых больших ошибок, которые люди совершают, пытаясь улучшить свой метаболизм и похудеть, — это соблюдение диеты! Основа хорошего обмена веществ — соответствующее количество питательных веществ и калорий в организме. Если вы слишком сильно сократите потребление калорий, ваше тело может начать поглощать вашу мышечную ткань для получения энергии, потому что ей не хватает питательных веществ, в которых он нуждается.Другими словами, улучшить скорость метаболизма можно за счет снижения калорийности, но не заходите слишком далеко!

Boost Activity: Даже если вы регулярно занимаетесь спортом, более частая активность может творить чудеса с вашим метаболизмом. Например, если вы тренируетесь утром, но затем весь день сидите за столом, вы вполне можете свести на нет все хорошее, что вы сделали утром! Убедитесь, что вы поддерживаете активность в своем теле; даже подъем по лестнице несколько раз в день, а не подъем на лифте, может дать вашему телу постоянную нагрузку, которая поддерживает высокий уровень метаболизма!

Увеличьте потребление омега-3: Увеличивая потребление омега-3 жирных кислот, вы не только помогаете оптимизировать метаболизм, но также защищаете здоровье сердца и уменьшаете воспаление во всем теле.Это может помочь увеличить ваши анаболические и катаболические показатели, а также увеличить функцию лептина в организме, который является гормоном, непосредственно связанным со сжиганием жира!

Ешьте продукты, богатые железом: Чтобы сжигать жир, мышцы нашего тела должны быть должным образом насыщены кислородом; так же вы можете увеличить продолжительность тренировки и сжечь как можно больше калорий. Единственный способ обеспечить надлежащее насыщение организма кислородом — это увеличить потребление продуктов, богатых железом, поскольку этот минерал необходим для производства красных кровяных телец.Некоторые отличные продукты, богатые железом, включают красное мясо, морепродукты, бобы и шпинат.

Настройте свой рацион: Несмотря на то, что употребление достаточного количества пищи и обеспечение того, чтобы ваше тело получало достаточно калорий, важно, вам также необходимо осознавать, как вы достигаете своих целей в отношении калорийности и потребления пищи. Возможно, вы время от времени занимаетесь спортом, не особенно внимательно относитесь к своей еде и относительно довольны своим весом. Однако без оптимизации метаболизма за счет правильного выбора продуктов питания, например продуктов с высоким содержанием белка и полезных жиров, вы никогда не сможете достичь своих целей в отношении здоровья!

Выбирайте органические продукты: Хотя большая часть исследований по этому вопросу еще не проведена, есть те, кто считает, что многие химические соединения, которые используются в обработанных пищевых продуктах и ​​ГМО-фруктах и ​​овощах, на самом деле могут вызывать ожирение у людей.Некоторые из этих консервантов были названы тучными, так как считается, что они превращают нормальные клетки в жировые и влияют на аппетит способами, которые пагубно сказываются на метаболизме. Чтобы этого не произошло, выбирайте органические продукты без всех этих потенциально опасных консервантов!

Верните перекусы: Многие люди считают перекусы плохой вещью, поскольку они могут нарушить ваш аппетит к более запланированным, здоровым блюдам и часто могут принимать форму нездоровой пищи.