Грелин: гормон голода

В 2001 году лондонские эндокринологи вводили девяти здоровым добровольцам в вену грелин или физраствор, а затем приглашали их к шведскому столу. На фоне грелина каждый участник съел больше, чем обычно, в среднем на 28%^[1]. Так грелин стал первым гормоном из крови, для которого доказали способность усиливать аппетит у человека. Открыли его двумя годами ранее японские исследователи и назвали от праиндоевропейского корня ghre, «расти»: сначала грелин нашли как вещество, которое заставляет гипофиз выделять гормон роста^[2].

Грелин вырабатывается преимущественно в желудке и является одним из главных регуляторов аппетита. Его называют «гормоном голода», потому что он усиливает аппетит, а в опытах на животных еще и способствует накоплению жира^[3]. Однако роль грелина в организме сложнее: он участвует в регуляции глюкозы и энергетического обмена, влияет на сердце, мышцы и кости^[4], а его возможная связь с раком до сих пор изучается^[5].

Что такое грелин?

По строению грелин является пептидным гормоном из 28 аминокислот^[6]. Главный его источник желудок: у людей после полного удаления желудка уровень грелина в крови снижался до 35% от показателей здоровых^[7]. Меньшие количества образуются в кишечнике и поджелудочной железе^[8], а в гипоталамусе нашли отдельную группу нейронов, которые тоже его вырабатывают^[9].

Чтобы грелин заработал, фермент GOAT (грелин-O-ацилтрансфераза) присоединяет к его третьей аминокислоте, серину, остаток октановой кислоты. У мышей с выключенным геном GOAT ацилированного грелина в крови нет совсем^[8]. Именно ацилированная форма связывается с рецептором GHSR1a; неацилированный грелин (дезацил-грелин) этот рецептор не активирует, хотя обладает собственными эффектами, например в мышцах^[10]. Активная форма живет недолго: период ее полувыведения из крови составляет 9–13 минут^[11].

Аппетит грелин усиливает через гипоталамус, который отвечает за контроль голода и насыщения: там он возбуждает нейроны, вырабатывающие нейропептид Y^[9]. Второе классическое действие связано с гипофизом: у здоровых добровольцев уже небольшая доза грелина резко повышала уровень гормона роста^[11]. Кроме того, грелин участвует в регуляции энергетического обмена и поддержании метаболической стабильности^[4].

Как грелин влияет на аппетит?

Основная роль грелина заключается в стимуляции аппетита. Когда желудок пуст, он выделяет грелин в кровь, гормон достигает гипоталамуса, и человек чувствует голод. В исследовании, где кровь у 10 здоровых людей брали 38 раз за сутки, уровень грелина почти удваивался непосредственно перед каждым приемом пищи и падал до минимума в течение часа после него^[12]. После 12 часов без еды он в среднем на 31% выше, чем обычно^[7].

После приема пищи уровень грелина снижается, и сигнал голода ослабевает. Этот процесс является частью сложной системы контроля потребления пищи, где работают и другие гормоны: лептин, инсулин, пептид YY, холецистокинин^[13].

Функции грелина в организме

Помимо стимуляции аппетита, грелин выполняет несколько других функций в организме^[4]:

• Регуляция энергетического обмена и глюкозы. Грелин подавляет секрецию инсулина и регулирует глюконеогенез и гликогенолиз^[4]. У здоровых добровольцев инфузия грелина уменьшала выброс инсулина в ответ на глюкозу и ухудшала ее усвоение^[14]. Считается, что так организм поддерживает уровень глюкозы в крови во время голодания или ограниченного приема пищи.
• Термогенез и энергетические расходы. Сигналы грелина снижают термогенез, то есть выработку тепла в организме, и тем самым уменьшают расход энергии^[4]. У старых мышей без рецептора грелина энергозатраты и скорость метаболизма в покое были выше, хотя ели они столько же^[3]. Это помогает организму сохранять энергию в периоды ограниченного питания.
• Кардиопротекция. У крыс инъекция грелина сразу после инфаркта миокарда предотвращала резкий рост активности симпатических нервов сердца и снижала смертность с 61% примерно до 23%^[15]. Это данные на животных: улучшает ли грелин прогноз после инфаркта у людей, пока не доказано.
• Защита от мышечной атрофии. Под действием грелина мышечные клетки активнее дифференцируются и сливаются^[4]. У мышей и ацилированный, и неацилированный грелин тормозили атрофию мышц, вызванную глюкокортикоидом дексаметазоном^[10]. Эта функция интересна для людей в состояниях катаболизма: при кахексии, хронических заболеваниях, в пожилом возрасте.
• Метаболизм костей. Остеобласты, клетки, образующие костную ткань, имеют рецептор GHSR1a. Грелин усиливал их размножение и дифференцировку, а у крыс повышал минеральную плотность костей^[16]. Поэтому аналоги грелина рассматривают как возможные средства против остеопороза^[4].
• Развитие рака. Сам гормон и его рецептор обнаруживают во многих опухолях, и в лабораторных опытах он влияет на деление, миграцию клеток и рост сосудов. Однако обзор 2012 года заключил, что роль грелина в развитии рака пока неясна, уровень в крови вряд ли пригоден как маркер рака, а повышенный грелин у онкологических пациентов скорее отражает раковую кахексию^[5].

Роль грелина в наборе веса и похудении

Когда уровень грелина повышается, человек чувствует более сильный голод и съедает больше^[1]. У грызунов грелин, кроме того, уменьшает использование жира в качестве топлива^[17], то есть способствует сохранению жировых запасов.

У людей с ожирением уровень грелина натощак, вопреки ожиданиям, ниже, чем у худых, и чем больше в теле жира, тем ниже грелин^[17]. Популярное объяснение, будто низкий грелин делает человека «сверхчувствительным» к нему, прямых доказательств не имеет. Заметнее другая особенность: у худых участников одного исследования грелин через полчаса после еды падал на 39,5%, а у участников с ожирением не менялся вовсе^[18]. Если сигнал голода после еды не ослабевает, это может объяснять, почему чувство голода не исчезает даже при больших жировых запасах.

Читайте:

Почему мы едим, когда не голодны

Человек может тянуться к еде без чувства голода по разным причинам - от эмоциональных состояний до сложивших...

Изменения уровня грелина при похудении

После того как человек теряет вес на диете, уровень грелина обычно растет. В исследовании с суточным профилем гормона снижение веса на 17% сопровождалось ростом суммарного уровня грелина за сутки на 24%^[19]. Это защитная реакция организма, которая усиливает голод и затрудняет удержание достигнутого веса.

Это изменение длительное. У 50 человек с избыточным весом или ожирением, которые за 10 недель очень низкокалорийной диеты похудели в среднем на 13,5 кг, грелин и субъективный голод через год все еще оставались выше, чем до похудения^[13]. Такая гормональная адаптация подталкивает к возвращению потерянного веса. После хирургического лечения ожирения картина иная и зависит от типа операции.

Коротко: после диеты грелин и голод остаются повышенными как минимум год, поэтому план удержания веса нужен так же, как план похудения.

Уровень грелина при различных состояниях

Уровень грелина в организме меняется под влиянием многих заболеваний и состояний, и эти изменения отражаются на аппетите и массе тела. Часто они связаны с состоянием слизистой желудка, где образуется большая часть гормона.

Низкий уровень грелина

Пониженный уровень грелина натощак типичен для ожирения^[17], хотя голод при этом не исчезает, потому что гормон плохо подавляется после еды. Также низкий уровень грелина наблюдается при таких состояниях:

• Хронический гастрит: воспаление слизистой оболочки желудка. При атрофическом гастрите уровень ацилированного грелина тем ниже, чем сильнее атрофия слизистой^[20].
• Функциональная диспепсия: боль и дискомфорт в верхней части живота. Данные неоднозначны: в корейском исследовании средний уровень ацилированного грелина не отличался от здоровых людей, но более низкий грелин натощак был связан с более сильной болью в эпигастрии^[21].
• Инфекция H. pylori: бактерия повреждает клетки желудка, вырабатывающие гормон. У 110 инфицированных уровень грелина в плазме, его мРНК и количество клеток, которые его вырабатывают, были ниже, чем у неинфицированных^[22], а после эрадикации бактерии уровень грелина рос^[20].
• Синдром раздраженного кишечника (СРК): влияет на выработку грелина, но результаты противоречивы. В одном исследовании уровень грелина в плазме при СРК с преобладанием диареи был даже выше, чем у здоровых^[23].

Высокий уровень грелина

Повышение уровня грелина часто происходит при ограничении калорий: после 12 часов без еды он растет^[7], а похудение на диете повышает его надолго^[13]. Это также характерно для таких заболеваний:

• Анорексия нервоза: ограничение пищи из-за страха набрать вес. Метаанализ 49 исследований показал, что в острой фазе этого расстройства пищевого поведения повышены все формы грелина, причем при обоих подтипах болезни; после лечения уровень снижался, но оставался немного выше, чем у здоровых^[24].
• Кахексия: потеря мышечной массы и истощение. У больных раком легких с кахексией грелин был выше, чем без нее (180 против 135 фмоль/мл); авторы считают это попыткой организма компенсировать истощение^[25].
• Целиакия: иммунная реакция на глютен, повреждающая слизистую тонкой кишки. В активной фазе уровень грелина был выше, чем у здоровых, и рос со степенью поражения слизистой, а на безглютеновой диете нормализовался^[26].
• Воспалительные заболевания кишечника: болезнь Крона и язвенный колит. При болезни Крона с поражением тонкой кишки уровень грелина после еды был повышен и возвращался к норме в ремиссии^[27], а у амбулаторных пациентов, преимущественно в неактивной фазе, отличий от здоровых не нашли^[28].
• Синдром Прадера-Вилли: чрезмерный аппетит из-за генетического дефекта. Грелин здесь повышен уже у младенцев, задолго до появления неутолимого аппетита, поэтому вряд ли именно он напрямую запускает переедание^[29].

При жестких низкокалорийных диетах организм реагирует на нехватку энергии повышением грелина, чтобы вернуть потерянный вес^[19]. Особенно ощутимо это в первые недели диеты, когда голод сильнее всего. Частично сдержать эту реакцию помогает движение: в исследовании, где женщины с ожирением две недели питались примерно на 1200 ккал в день, ежедневные интервальные тренировки подавляли ацилированный грелин после еды и уменьшали голод натощак по сравнению с одной диетой^[30].

Влияние бариатрических операций на уровень грелина

Бариатрические операции, такие как шунтирование желудка и рукавная гастрэктомия (продольная резекция желудка), являются эффективными методами лечения тяжелого ожирения. Влияние на грелин у них разное. При рукавной гастрэктомии удаляют дно и большую часть тела желудка, где образуется основная часть гормона. В рандомизированном исследовании после такой операции грелин натощак резко снижался и хорошо подавлялся после еды, аппетит падал сильнее, а потеря избыточного веса через год была больше, чем после шунтирования (69,7% против 60,5%). После шунтирования желудка грелин натощак в том исследовании существенно не изменился^[31].

Метаанализ 53 публикаций подтвердил, что после рукавной гастрэктомии уровень грелина ниже, чем после шунтирования, а после шунтирования грелин натощак даже рос; зато после шунтирования сильнее повышался пептид YY, который тоже уменьшает аппетит^[32]. Ранние данные по шунтированию противоречивы: в одном исследовании суточный уровень грелина после него был на 77% ниже, чем у людей с нормальным весом^[19]. Так что снижение грелина является одним из факторов длительного контроля веса после операции, прежде всего после рукавной гастрэктомии.

Как поддерживать здоровый уровень грелина?

На уровень грелина и других гормонов аппетита влияют несколько повседневных привычек:

• Избегать экстремальных диет и режимов питания, при которых вес часто колеблется: после резкого похудения грелин и голод остаются повышенными как минимум год^[13].
• Употреблять полезные углеводы, например цельнозерновые продукты, а также нежирные белки (курица, рыба). Метаанализ показал, что разовая порция белка от 35 г снижает грелин и голод, хотя в долгосрочных исследованиях влияния на грелин не выявили^[33].
• Ограничить потребление обработанных продуктов, особенно тех, которые содержат много рафинированного сахара, высокофруктозного кукурузного сиропа и соли. В исследовании с 12 женщинами напитки с глюкозой подавляли грелин примерно на 30% через 1–2 часа после еды, а с фруктозой значительно слабее^[34]. Соль на грелин прямо не влияет, ее ограничивают по другим причинам.
• Спать не менее 7 часов в сутки, как рекомендуют взрослым^[35]. У 12 молодых мужчин две ночи по 4 часа сна повысили грелин на 28%, а голод на 24%^[36]. В обследовании 1024 человек сон продолжительностью 5 часов вместо 8 был связан с более высоким на 14,9% уровнем грелина^[37].
• Обеспечить должный уровень гидратации: пить воду и употреблять продукты, богатые водой, например фрукты и овощи. Прямых исследований, которые показали бы, что вода снижает грелин, почти нет, так что этот пункт относится скорее к общему режиму питания.
• Двигаться регулярно: по данным метаанализа 24 исследований, одна тренировка снижает уровень грелина перед едой, и чем интенсивнее нагрузка, тем сильнее эффект^[38].
• Контролировать стрессовые ситуации. Метаанализ лабораторных исследований показал, что острый стресс кратковременно повышает грелин, а у людей с ожирением эта реакция сильнее и длится до 45 минут^[39]. Стресс действует и через гормон стресса кортизол.

Какие продукты снижают уровень грелина?

Конкретных продуктов, которые бы «выключали» грелин, нет, но состав пищи имеет значение. В исследовании с напитками одинаковой калорийности белок подавлял грелин сильнее и дольше всего, углеводы сначала сильно снижали его, но через 3 часа уровень подскакивал выше исходного, а жиры подавляли грелин слабее всего^[40]. То есть жирная пища хуже «выключает» голод, хотя сама уровень грелина не повышает.

С клетчаткой все неоднозначно. В исследовании, на которое часто ссылаются, у женщин с избыточным весом в постменопаузе большее потребление клетчатки было связано с более высоким, а не более низким уровнем грелина^[41]. В то же время метаанализ четырех исследований показал, что добавки пребиотиков (фруктанов типа инулина) у людей с избыточным весом снижали грелин^[42].

Исследование с участием 21 мужчины показало, что после завтрака из куриных яиц уровень грелина был ниже, чем после бублика той же калорийности. Участники были менее голодными, съедали меньше на обед и за следующие 24 часа^[43].

Эти данные свидетельствуют, что белковая пища кратковременно подавляет гормон голода и помогает контролировать аппетит. Однако исследования были небольшими и короткими, а долгосрочные наблюдения такого влияния на грелин не подтвердили^[33].

Сбалансированный рацион с достаточным количеством белка и овощей, вместе со сном и движением, помогает держать голод под контролем, что важно для эффективного контроля веса.