Iryzyna – co to jest?

Mówiąc najprościej, iryzyna jest hormonem tkankowym z grupy miokin, czyli białek sygnalizacyjnych, produkowanych i wydzielanych przez pracujące włókna mięśniowe, pełniącym funkcję negatywnego regulatora masy tłuszczowej i pozytywnego masy mięśniowej. I chociaż nasza wiedza o miokinach liczy sobie ledwie dwie dekady, a pierwszą miokinę, miostatynę, scharakteryzowano w pełni dopiero w 2008 roku, dzisiaj już wiemy, że mięśnie są tkanką niezwykle aktywną hormonalnie i mogą produkować nawet kilkaset różnych miokin.

1. Kilka słów o miokinach
2. Jak odkryto iryzynę?
3. Obserwacje naukowe
4. Brunatnienie – klucz do zdrowia i sylwetki
5. Więcej irozyny - więcej mięśni
6. Mięśnie i tłuszcz to nie wszystko
7. Więcej iryzyny
8. Suplementy na iryzynę
9. Wysiłek – klucz do zdrowia

Kilka słów o miokinach

Postępy badawcze ostatnich lat pokazały, że mięśnie szkieletowe produkują miokiny w odpowiedzi na ich obciążenie wysiłkiem fizycznym, co umożliwia komunikację pomiędzy tkanką mięśniową a innymi organami i narządami, w tym mózgiem, tkanką tłuszczową, kośćmi, wątrobą, jelitami, trzustką, łożyskiem naczyniowym i skórą, a także komunikację pomiędzy komórkami samych mięśni.

Biologiczna rola

Chociaż, jak do tej pory, tylko nielicznym miokinom przypisano określone funkcje pełnione w ludzkim organizmie, niemniej stwierdzono, że ich biologiczna rola obejmuje z pewnością wpływ na funkcje poznawcze, metabolizm lipidów i glukozy, brunatnienie białej tkanki tłuszczowej, tworzenie kości, funkcję komórek śródbłonka, hipertrofię mięśni, strukturę skóry oraz hamowanie wzrostu nowotworów.

Co wiemy na pewno?

A że to właśnie głównie miokiny, jak już dzisiaj wiemy, odpowiadają za fakt, że aktywność ruchowa zmniejsza ryzyko rozwoju szeregu rozmaitych chorób, ćwiczenia fizyczne mogą być przepisywane, zgodnie z sugestiami specjalistów, jako „lekarstwo” na zaburzenia zdrowotne, związane ze stylem życia, takie jak przykładowo cukrzyca typu 2, otyłość, demencja, nowotwory oraz choroby układu krążenia.

Jak odkryto iryzynę?

Chociaż odkrycie iryzyny zostało obwieszczone w Nature przez zespół badawczy Bostroma, w styczniu 2012 roku, to jednak wszystko miało początek znacznie wcześniej…

Stymulacja genów

Na przestrzeni lat wielu autorów donosiło (jako pierwszy bodaj Baar w 2002 roku), że wysiłek fizyczny zwiększa w komórkach mięśniowych poziom i aktywność pewnego białka, sygnowanego skrótem PGC-1 alfa. PGC-1 alfa jest koaktywatorem transkrypcji, co oznacza, że aktywuje on tzw. czynniki transkrypcyjne, pobudzające geny do produkcji różnorodnych białek, w tym molekuł rozmaitych miokin.

Programy genetyczne

Natomiast w 2011 roku Xu informował o niezwykle ciekawym zjawisku, zaobserwowanym przez jego zespół badawczy: wysiłek fizyczny uruchamia w białej tkance tłuszczowej programy genetyczne, charakterystyczne dla tkanki brunatnej. A z powyższych obserwacji wysuwał się logiczny wniosek: skoro wysiłek aktywuje PGC-1 alfa w mięśniach i przeprogramowuje białą tkankę w brunatną, musi to oznaczać, że koaktywator ten pobudza geny do produkcji jakiejś miokiny, która przenika z tkanki mięśniowej do tłuszczowej i steruje tym przeprogramowaniem, co właśnie okazało się inspiracją dla zespołu badawczego Bostroma…

Obserwacje naukowe

Naukowcy wykonali tutaj całą serię bardzo dobrze zaplanowanych eksperymentów na gryzoniach i z udziałem ludzi, a w efekcie swoich prac ustalili, że PGC-1 alfa pobudza geny komórek mięśniowych do produkcji białka o symbolu FNDC5. Białko to, pozostając związane z błoną komórkową, zostaje pocięte przez enzymy i uwalnia nieznaną dotąd miokinę, przenikającą z obiegiem krwi do białej tkanki tłuszczowej i pobudzającą w jej komórkach produkcję tzw. białek rozprzęgających (UCP), charakterystycznych dla tkanki brunatnej, sterujących procesem termogenezy – intensywnym spalaniem tłuszczu z rozproszeniem energii termicznej.

"Trening siłowy zazwyczaj wykorzystywany jest w celach zmian estetycznych sylwetki, czyli poprawie wyglądu fizycznego. Jednak jego rola jest znacznie szersza i może wykazywać on działanie prozdrowotne." Tomasz Maciołek - Fizjoterapeuta i Trener

Naukowcy nazwali ten nowy hormon iryzyną (ang. irisin), od imienia greckiej bogini Iris (Tęczy) – posłanki Zeusa i symbolu więzi pomiędzy niebem a ziemią, na znak jej funkcji, jako szczególnego przekaźnika sygnału pomiędzy tkanką mięśniową a tłuszczową. Jedna obserwacja miała tu jeszcze wyjątkowo doniosłe znaczenie: we krwi ochotników, poddanych dziesięciotygodniowemu programowi ćwiczeń fizycznych, poziom iryzyny wzrósł o blisko 100%, co wskazywało, że hormon ten jest miokiną, czyli białkiem sygnalizacyjnym, produkowanym i wydzielanym przez pracujące włókna mięśniowe.

Brunatnienie – klucz do zdrowia i sylwetki

Warto przypomnieć w tym miejscu, że brunatna tkanka tłuszczowa nie magazynuje, tak jak biała, tylko spala intensywnie tłuszcz, zamieniając jego energię w ciepło; im więcej mamy więc tej tkanki – tym paradoksalnie mniej tłuszczu gromadzimy w organizmie.

Wiek nam nie sprzyja...

Niestety, u ludzi tkanka ta zanika wraz z wiekiem, stąd i wraz z wiekiem wzrasta tendencja do gromadzenia tłuszczu zapasowego w białej tkance tłuszczowej. Stąd też aktywność fizyczna, pozwalająca chociażby na niewielkie przeprogramowanie białej tkanki tłuszczowej w brunatną, jest najlepszym lekiem na otyłość i związane z nią schorzenia metaboliczne.

Biała vs brunatna tkanka tłuszczowe

Taką białą tkankę tłuszczową, przeprogramowaną do brunatnej, zwykło się nazywać tkanką beżową lub używać w odniesieniu do niej skrótu „brite”, od angielskiego „brown in white”. I chociaż aktywność fizyczna jest tutaj przysłowiowym złotym środkiem, robi się problematyczna, kiedy wiek, kontuzja, wypadek czy jakaś choroba wyklucza możliwość jej skutecznego wdrożenia. Tak więc to właśnie, głównie z myślą o takich przypadkach, naukowcy badają odchudzające właściwości miokin wykazujących aktywność w kierunku brunatnienia białej tkanki tłuszczowej.

Więcej irozyny - więcej mięśni

Chociaż miokiny służą również komunikacji tkanki mięśniowej z innymi tkankami naszego organizmu, pierwszoplanowym ich zadaniem jest utrzymanie komunikacji w obszarze wewnętrznego środowiska samych mięśni. Tak więc dotyczy to oczywiście również iryzyny, pełniącej w mięśniach funkcję hormonu stricte anabolicznego.

Jak bowiem dowiedziono w badaniach, iryzyna promuje przyrost masy mięśniowej, oddziałując dodatnio na dwa zasadnicze procesy odpowiedzialne za hipertrofię mięśni – anabolizm białek mięśniowych i miogenezę włókien mięśniowych.  A w swojej promięśniowej aktywności wykorzystuje dokładnie te same szlaki sygnalizacyjne, co inne dobrze znane, silne hormony anaboliczne – insulina i insulinopodobny czynnik wzrostu typu 1 (IGF-1).  Dlatego podawanie iryzyny gryzoniom skutkowało w badaniach spektakularną hipertrofią i wyraźnym wzmocnieniem siły mięśni.

Jeżeli natomiast chodzi o badania z udziałem ludzi, to na podstawie analizy antropometrycznej i hormonalnej reprezentatywnej grupy osób naukowcy ustalili, że poziom iryzyny w organizmie człowieka koreluje dodatnio z wagą beztłuszczowej masy ciała i obwodem ramienia; im więcej więc iryzyny – tym większa masa mięśniowa. Tak więc to głównie iryzyna jest siłą sprawczą pożądanego efektu rekompozycji składu ciała, kiedy to na skutek aktywności ruchowej ubywa tłuszczu, a jednocześnie przybywa mięśni.

Mięśnie i tłuszcz to nie wszystko

Jednak funkcja iryzyny nie ogranicza się tylko do komunikacji tkanki mięśniowej z tłuszczową. Hormon ten wykazuje tzw. aktywność plejotropową, czyli wywiera wielorakie, zróżnicowane działania biologiczne w różnych tkankach, układach i narządach, a działania te nie ograniczają się do jednej konkretnej funkcji, ale obejmują wiele zróżnicowanych procesów fizjologicznych.

Wrażliwość insulinowa

Jak dotąd ustalono, że poza aktywnością promięśniową i antytłuszczową, iryzyna poprawia wrażliwość na insulinę, przeciwdziałając insulinooporności, utrzymuje równowagę metaboliczną poprzez poprawę funkcji mitochondriów i redukcję stresu oksydacyjnego, wspomaga osteogenezę, hamując utratę masy kostnej w osteoporozie i sarkopenii oraz wykazuje działanie przeciwzapalne poprzez hamowanie prozapalnych szlaków sygnalizacyjnych.

Funkcje poznawcze i samopoczucie

Działając w mózgu, zmniejsza toksyczność beta-amyloidu, stany zapalne i stres oksydacyjny, wzmacniając sygnalizację czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego (BDNF), co poprawia funkcje poznawcze i zdrowie psychiczne w modelach choroby Alzheimera. Reguluje również szlaki dopaminowe, potencjalnie łagodząc objawy neuropsychiatryczne, takie jak depresja i apatia. Łącząc aktywność fizyczną ze zdrowiem ogólnoustrojowym, iryzyna manifestuje swoją funkcjonalność głównie na osi mięśnie–kości–mózg.

W związku z tym naukowcy podsumowują, że iryzyna wykazuje potencjał terapeutyczny w leczeniu takich schorzeń, jak otyłość, zaburzenia metaboliczne, osteoporoza, sarkopenia, cukrzyca typu 2 oraz choroby neurodegeneracyjne, w tym przede wszystkim choroba Alzheimera.   

Więcej iryzyny

Im wyższy więc poziom iryzyny w organizmie, jak widać, tym atrakcyjniejsza sylwetka i lepsza kondycja zdrowotna. Oczywiście, jak wiemy, najlepszym sposobem na podwyższenie poziomu tego hormonu jest systematyczna aktywność fizyczna. W tym miejscu warto jedynie dodać, że ku zaskoczeniu samych badaczy, u ochotników poddawanych 21-tygodniowym programom treningów wytrzymałościowych i siłowych, stopień produkcji iryzyny nasilał się znacznie wyraźniej u tych drugich. Tak więc siłownia okazuje się lepszym, niż bieżnia, sposobem na iryzynę.

Ale z uwagi na niezwykłą atrakcyjność zdrowotną iryzyny, tuż po jej odkryciu, naukowcy rozpoczęli poszukiwania naturalnych składników roślinnych i pokarmowych, zdolnych – porównywalnie do pracy mięśniowej – do podnoszenia poziomu tego hormonu w ludzkim organizmie. Nie chodzi tu oczywiście o ułatwienie życia leniwym, tylko o umożliwienie korzystania z dobrodziejstw iryzyny ludziom niezdolnym z przyczyn zdrowotnych do podejmowania aktywności ruchowej. A poszukiwania te zaowocowały już kilkoma ciekawymi ustaleniami…

Suplementy na iryzynę

Kwas ursolowy, naturalny składnik skórek owoców, serwowany ochotnikom wraz z treningiem siłowym, podnosił o ponad 21% poziom IGF-1 i o ponad 16% poziom iryzyny, przyczyniając się do wyraźnego wzrostu wagi tkanki mięśniowej.

Co podnosi poziom irozyny?

Badając relacje pomiędzy iryzyną a resweratrolem (składnikiem winogron) i leucyną (aminokwasem z grupy BCAA) oraz jej metabolitem – HMB, naukowcy udowodnili, że zarówno resweratrol, jak też leucyna i HMB, są solo względem iryzyny nieaktywne. Natomiast już zestaw resweratrolu i leucyny podnosi o 234 a zestaw resweratrolu i HMB o 122.5% poziom wydzielania iryzyny z izolowanych komórek mięśniowych, zaś podawanie przez 6 tygodni zestawu resweratrol-leucyna prowadzi do 86-procentowego wzrostu poziomu iryzyny we krwi otyłych myszy.

"Wielu trenujących amatorsko nie zdaje sobie sprawy z korzyści, jakie beta alanina może przynieść ich treningom. Często koncentrują się wyłącznie na bardziej znanych suplementach, takich jak kreatyna, białko czy kofeina, pomijając beta alaninę."  Łukasz Domeracki - mgr Technologii Żywności

Zgodnie z konkluzją autorów pewnego badania, karnozyna, naturalny składnik produktów mięsnych, może powodować brunatnienie białej tkanki tłuszczowej na drodze stymulacji produkcji iryzyny w tkance mięśniowej i jej uwalniania do krwiobiegu, w którym to mechanizmie zarówno naśladuje wysiłek fizyczny, jak też działa z wysiłkiem fizycznym synergistycznie. Podobnego efektu dowiedziono też w innym badaniu w odniesieniu do beta alaniny, popularnego suplementu sportowego, prekursora karnozyny.

W jednym z badań wykazano, że suplementacja apigeniny, naturalnego flawonu występującego obficie w różnych produktach pochodzenia roślinnego, w tym w pietruszce i selerze, wiąże się z 17-krotnym wzrostem intensywności anabolizmu białek kurczliwych włókien mięśniowych, 3-krotnym wzrostem intensywności produkcji IGF-1 oraz 2.5-krotnym wzrostem intensywność produkcji i o ok. 35-procentowym wzrostem poziomu we krwi iryzyny.

W badaniu prowadzonym z udziałem otyłych kobiet dowiedziono, że trening o wysokiej intensywności w połączeniu z suplementacją tauryny, naturalnego składnika produktów mięsnych i popularnego suplementu sportowego, generuje znacznie wyższe stężenia iryzyny w osoczu krwi, w porównaniu z samym treningiem.

Wysiłek – klucz do zdrowia

W podsumowaniu sprawy iryzyny możemy powiedzieć tyle, że jej odkrycie i ustalenie jej funkcji to kroki milowe na drodze do zrozumienia zdrowotnego znaczenia aktywności ruchowej.

Autor: Sławomir Ambroziak

Źródła:                            

• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7288608/
• https://www.mdpi.com/1422-0067/25/24/13480
• https://www.nature.com/articles/s41467-017-01131-0
• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jcp.26370
• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5667963/
• https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003986122002259
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1043466619301590
• https://slawomirambroziak.pl/iryzyna-nowy-hormon-anaboliczny/