Wenus kontra Barbie

- To jak to jest z tym tłuszczem - zapytała ni stąd ni zowąd moja koleżanka - wpływa czy nie wpływa? Bo w gazecie piszą, że wpływa…

Siedziałyśmy w kawiarnianym ogródku, pijąc kawę, zajadając szarlotkę i wygrzewając się w promieniach nie tak już gorącego, wrześniowego, krakowskiego słońca. Trudno było mi się oderwać od błogiego lenistwa i myśli orbitujących wokół tropikalnej plaży z leżakiem i kolorowym, słodkim drinkiem. A już na pewno nie chciało mi się myśleć o hormonach. Oszczędność energii przede wszystkim!

-Hmmmm - odpowiedziałam z naukowym rozmysłem - i tak i nie…

A wszystko przez te kalorie

 

Nepalski zbieracz miodu z urobkiem. Źródło

Jesteśmy zaprogramowani, żeby gromadzić zapasy. W naszej zbieracko-łowieckiej przeszłości gatunku znacznie częściej niż obecnie zdarzały się okresy niedostatku związane ze zmianami pogody, pożarami, powodziami, itp. Rozwiązaniem problemu niedostatku było podświadome wyszukiwanie w środowisku wysokoenergetycznych oraz łatwo przyswajalnych pokarmów (tłuszcze i cukry proste) oraz wykształcenie fizjologicznych mechanizmów pomagających gromadzić niezużyty nadmiar kalorii w postaci tkanki tłuszczowej. To wyjaśniać może dlaczego tak trudno nam oprzeć się słodkościom i zrzucić nadmiar tkanki tłuszczowej. To wbrew naszym fizjologicznym przyzwyczajeniom. Stabilność sytacji energetycznej i posiadanie zapasów na "czarną godzinę" szczególnie ważne były i sa w przypadku kobiet, które na swoje "barki" biorą niemal cały fizjologiczny ciężar rozmnażania się. W sensie energetycznym, rozmnażanie jest kosztowne. Wyprodukowanie średniej wielkości obywatela od momentu zapłodnienia do wyjścia na świat kosztuje przeciętnie 321 do 325 MJ energii. To mniej więcej równowartość 39 000 tiktaków. Jeszcze droższe energetycznie jest karmienie piersią. Dzień karmienia obywatela wyłącznie piersią kosztuje średnio 2.6 MJ. To około 311 tiktakow dziennie i prawie 114 000 w ciągu roku. Zakładając średnio 45 tiktaków w opakowaniu, wykarmienie dziecka od momentu zapłodnienia do ukończenia pierwszego roku życia to 3 400 zjedzonych opakowań. Nie polecam jednak kontroli wartości energetycznej spożywanych pokarmów metodą tiktakową. Zwłaszcza w okresie ciąży i karmienia…

Wenus

Figurka Wenus z Schelklingen pochodzi
sprzed 30-40 tys. lat. Źródło: Wikipedia

Związek płodności z "cielesną obfitością" przeczuwali już nasi mocno pra-pra-przodkowie. Sąsiadująca z tekstem ilustracja przedstawia Wenus z Schelklingen, najstarsze ze znanych przedstawień kobiecych i jedno z najstarszych przedstawień sylwetki ludzkiej na świecie. Figurka wykonana została z kła mamuta a datowana na ok 30 do 40 000 lat temu. W tym okresie w Europie pojawili się pierwsi przedstawiciele współczesnego człowieka (Homo sapiens sapiens) - Kromaniończycy. Odkrycia figurki dokonał niemiecki archeolog Nicholas Conard, we wrześniu 2008, w jednej z jaskiń w pobliżu miejscowości Schelkingen, w Niemczech. Autor odkrycia tak oto wypowiedział się na temat znaczenia i funkcji Wenus: "This [figure] is about sex, reproduction… an extremely powerful depiction of the essence of being female". Myślę, że tłumaczenie tej wypowiedzi jest całkowicie zbyteczne. Figurka ma przedstawiać esencję kobiecości. Warto zaznaczyć, że nie ma głowy, i to nie dlatego, że zagubiła się gdzieś w historycznej zawierusze. O nie, to celowe zamierzenie artysty. Zamiast głowy jest guzik, za który naszą pannę można było przywiązać do sznurka i nosić w charakterze talizmanu. Hmmmmm, i co na to Gender ?!
Najwyraźniej nie przejmowali się tą ideologią nasi przodkowie, podobne figurki pochodzące z różnych okresów historycznych odnajdywano w różnych miejscach w Europie (wśród nich słynna Wenus z Wilendorfu, która wiekiem nie dorównuje jednak naszej bohaterce). Wszystkie opisywane były jako przedstawienia symboli lub bogiń płodności.

I co z tego?

No dobrze ale czy poza interpretacjami artefaktów archeologicznych i takimi sobie historiami o ewolucji istnieją solidne fizjologiczne przesłanki ku temu by uważać, że ilość tkanki tłuszczowej może wpływać na płodność kobiet? Otóż istnieją.
Jakiś czas po Kromaniończykach, bo w roku 1973, dwóch amerykańskich naukowców odkryło, że tkanka tłuszczowa to nie tylko worek na zbędne kalorie ale także aktywny fizjologicznie narząd, który jest w stanie wytwarzać estrogen. Wytwarzać a właściwie przerabiać męskie hormony - androgeny - na estrogen przy pomocy enzymu aromatazy. I tak tkanka tłuszczowa piersi, brzucha i bioder ale także szpik kostny kości długich obfitujący w komórki tłuszczowe - wszystkie produkują biologicznie czynny estrogen. Co więcej zgromadzona tkanka tłuszczowa zmienia fizjologiczne właściwości estrogenu w organizmie - estrogen kobiet otyłych ma mniejszą zdolność do przyłączania się do białek wiążących hormony płciowe (SHBG), które mogą dezaktywować ten hormon. W ich krwiobiegu krąży zatem więcej czynnego estrogenu, który może stymulować układ rozmnażania. Z kolei inny amerykański zespół badawczy, w roku 1975 stwierdził, że kobiety anorektyczne, o bardzo niskiej masie ciała produkują więcej nieaktywnej formy estrogenu (2-hydroksyestronu) niż kobiety o normalnej masie ciała. Taka nieaktywna forma estrogenu nie pobudza dostatecznie receptorów estrogenowych rozmieszczonych w układzie rozrodczym, związana jest więc z czasową niepłodnością.
Te obserwacje doprowadziły do powstania koncepcji Krytycznego Otłuszczenia (Critical Fatness), powyżej którego powinna znajdować się kobieta by móc skutecznie się rozmnażać. Jej autorką jest badaczka Uniwersytetu Harvarda, Rose Frisch. Początkowo odnosiła się ona wyłącznie do wieku osiągnięcia pierwszej miesiączki. Na podstawie danych o wieku pierwszej miesiączki, masie i wysokości ciała Frisch stwierdziła, że dziewczynki zaczynają swoje cykle w momencie gdy w ich organizmach uzbiera się ilość tkanki tłuszczowej równa 17% ich ogólnej masy ciała. Późniejsze analizy tych samych danych dodają jeszcze krytyczną wartość 22% niezbędną dla utrzymywania cykli menstruacyjnych u kobiet dojrzałych. Wydrukowany w 1974 na łamach Science artykuł rozpoczął trwającą do tej pory dyskusję dotyczącą roli tkanki tłuszczowej w kształtowaniu kobiecej płodności.

Krytyczna nie-krytyczność

Z czasem Frisch rozciągnęła swoją koncepcję na całość procesu reprodukcyjnego w tym i stężenia hormonów reprodukcyjnych. Sęk w tym, że dowody na krytyczne 17 i 22% są bardzo słabe i pochodzą głównie od samej Frisch. Mój własny przypadek doskonale ilustruje, że badaczka nie miała racji. Postulowane 17% udało mi się osiągnąć na długo po wystąpieniu pierwszej miesiączki a 22% dopiero po urodzeniu dziecka. Według koncepcji Frisch nie powinnam móc rozmnażać się wcale...
Pojedynczy przypadek to oczywiście żaden dowód ale inni badacze też wątpili w "tłustą hipotezę". Wkrótce po opublikowaniu wyników analiz Frisch posypały się krytyczne komentarze. Po pierwsze, badaczka nigdy nie zmierzyła zawartości tkanki tłuszczowej badanych dziewczynek. Oszacowała jedynie skład ciała na podstawie masy i wzrostu używając statystycznych obliczeń. W obliczeniach tych nie uwzględniła jednak różnic w budowie ciała. Bardzo często zdarza się, że dwie osoby o tym samym wzroście mogą znacznie różnić się masą ciała w zależności od tego jak dużo mają mięśni albo jak masywne są ich kości. Po drugie, długoterminowe obserwacje i pomiary dzieci nie wskazują na to, że przekroczenie magicznych 17% tkanki tłuszczowej znacząco podnosi prawdopodobieństwo, że dziewczynka wejdzie w okres miesiączkowania. Z równym powodzeniem można by określić krytyczny rozmiar buta, lewego płatka ucha lub małego palca stopy którego przekroczenie może być związane z wystąpieniem pierwszej miesiączki. Jednym słowem lipa. Dane nie potwierdzają teorii!

A co z poziomem hormonów?

 

Przeprowadziliśmy własne badania w tym zakresie. Poprosiliśmy kobiety o zbieranie codziennie rano, zaraz po obudzeniu próbki śliny, przez cały czas trwania ich jednego, pełnego cyklu menstruacyjnego. Dokładnie zmierzyliśmy ich skład ciała przed i po okresie zbierania próbek. W próbkach śliny określiliśmy poziom estradiolu i progesteronu co pozwoliło nam wyznaczyć przebieg faz cyklu, dzień owulacji i profil wydzielania hormonów. Potem podzieliliśmy kobiety w zależności od zawartości tłuszczu na grupę o bardzo niskiej (very low fat), niskiej (low fat), średniej (average fat) i wysokiej (high fat) zawartości.

Profile wydzielania estradiolu u kobiet o bardzo niskiej, niskiej, średniej
 i wysokiej zawartości tkanki tłuszczowej.
Wartość 0 na osi poziomej reprezentuje dzień owulacji
 Źródło: Ziomkiewicz i wsp. 2008

Okazało się, że zarówno kobiety o bardzo niskiej (poniżej 22%) jak i bardzo wysokiej (powyżej 31%) zawartości tkanki tłuszczowej miały znacznie obniżone poziomy estradiolu w ciągu całego cyklu menstruacyjnego w stosunku do grup o niskiej i średniej zawartości tej tkanki. Co więcej, kiedy wykluczyliśmy z analizy kobiety z ostatniej, wysokotłuszczowej grupy poziom estradiolu wzrastał proporcjonalnie do zawartości tkanki tłuszczowej. Okazało się więc, że nie tylko źle jest mieć mało tłuszczu. Niedobrze również mieć go za dużo...
Wyniki jakie uzyskaliśmy zasadniczo zgadzają się z innymi rezultatami badań i dobrze je uzupełniają. Zaobserwowano na przykład, że jeśli brać pod uwagę budowę ciała kobiety największe problemy z zajściem w ciążę mają albo kobiety, które są bardzo szczupłe albo bardzo otyłe. Nasze badania wskazują, że podłożem tych problemów, może być obniżony poziom hormonów cyklu menstruacyjnego.
Trzeba tu zaznaczyć, że 22% przy którym u kobiet występowały niższe poziomy estradiolu w naszych badaniach ma się właściwie nijak do krytycznej wartości 22%, którą wyznaczyła Rose Frisch. Niskotłuszczowe Panie, u których zawartość tkanki tłuszczowej była równa lub niższa niż 22% miały regularne wahające się w normalnym zakresie i owulacyjne cykle menstruacyjne tyle, że z niższym poziomem estradiolu.

Barbie 

 

Żyjąca "Barbie Doll" czyli modelka Valeria Lukyanova. Źródło

Oczywiście nic w przyrodzie nie jest proste. Okazało się, że sama ilość tkanki tłuszczowej to nie wszystko. Dla poziomów estradiolu i progesteronu ważne jest także gdzie rozlokowane są te zasoby tłuszczu. Aby się o tym przekonać policzyliśmy dwa współczynniki, za pomocą których mogliśmy opisać kształt ciała badanych kobiet. Jednym z nich jest znany z kolorowych czasopism współczynnik pas-biodra popularnie zwany "wuhaerem" (WHR, waist to hip ratio), czyli stosunek obwodu pasa do obwodu bioder. Drugim, współczynnik pieszczotliwie nazwany przez nas "burem" (BUR, breast to underbreast ratio), stosunek obwodu w biuście do obwodu pod biustem . Niski WHR (poniżej 0.6) i wysoki BUR (grubo powyżej 1.3) reprezentuje sportretowana obok Barbie a właściwie jej żyjąca odpowiedniczka czyli Valeria Lukyanova. Oczywiście obwody Barbie i Valerii wyśrubowane są do granic niebotycznie nieanatomicznych. Choć sama modelka deklaruje, że jej kształty są rezultatem diety i treningów bardziej prawdopodobne jest, że swoje podobieństwo do Barbie zawdzięcza serii operacji plastycznych i foto-szopowi. A sama Barbie, jeśli wziąć pod uwagę jej wymiary, nie byłaby w stanie spacerować wśród nas. Przynajmniej nie na dwóch nogach. A już na pewno nie byłaby płodna...
Ale wracając do hormonów. Porównaliśmy cztery grupy kobiet: z wąską talią i małym biustem (WHR=0.69, BUR=1.14), wąską talią i dużym biustem (WHR=0.69, BUR=1.21), szeroką talią i małym biustem (WHR=0.76, BUR=1.14) oraz szeroką talią i dużym biustem (WHR=0.77, BUR=1.20). No i okazało się, że kobiety o wąskiej talii i dużym biuście mimo, że posiadały stosunkowo niewielki zapas tkanki tłuszczowej (średnio około 24%) posiadały też o ponad 30% wyższy poziom estradiolu w porównaniu z pozostałymi grupami. Tę różnicę w poziomie estradiolu przełożyć można na niemal trzykrotnie wyższe prawdopodobieństwo zajścia w ciążę w danym cyklu menstruacyjnym.

Werdykt

 

Zasoby energetyczne zgromadzone w postaci tkanki tłuszczowej mają znaczenie dla poziomów estradiolu i progesteronu w cyklu menstruacyjnym tylko w ekstremalnych przypadkach bardzo niskiej albo bardzo wysokiej zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie. W pozostałych przypadkach liczy się nie tylko to ile tej tkanki jest zgromadzone ale również jak jest ona rozlokowana. Ważny jest także ogólny bilans energetycznych zysków i strat - ubytki masy ciała związane z intensywną aktywnością fizyczną lub odchudzaniem z reguły prowadzą do spadku poziomów hormonów w cyklu.
Ani paleolitycznej Wenus z Schelklingen, której estymowany współczynnik masy ciała (BMI)  blisko związany z zawartością tkanki tłuszczowej,  wynosi ponad 30 (według klasyfikacji WHO to wartość odpowiadająca otyłości) a WHR ponad 1, ani współczesnej Barbie, której BMI szacuje się na ok 16 (klasyfikowane jako anorektyczne) a WHR na ok. 0.55, nie można uznać za symbole płodności. Wenus kontra Barbie - 0:0!


Literatura:
Frisch RE, & McArthur JW (1974). Menstrual cycles: fatness as a determinant of minimum weight for height necessary for their maintenance or onset. Science (New York, N.Y.), 185 (4155), 949-51 PMID: 4469672
Ziomkiewicz, A., Ellison, P., Lipson, S., Thune, I., & Jasienska, G. (2008). Body fat, energy balance and estradiol levels: a study based on hormonal profiles from complete menstrual cycles Human Reproduction, 23 (11), 2555-2563 DOI: 10.1093/humrep/den213
Jasieńska G, Ziomkiewicz A, Ellison PT, Lipson SF, & Thune I (2004). Large breasts and narrow waists indicate high reproductive potential in women. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 271 (1545), 1213-7 PMID: 15306344
Lipson SF, & Ellison PT (1996). Comparison of salivary steroid profiles in naturally occurring conception and non-conception cycles. Human reproduction (Oxford, England), 11 (10), 2090-6 PMID: 8943508
 
Dane o kosztach ciąży i laktacji zaczerpnięto z:   
Human Energy Requirements: Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation

O przygodach Rose Frisch w krainie tkanki tłuszczowej przeczytać można w książce:
Rose E. Frish, Female Fertility and Body Fat Connection.

Obszerne omówienie koncepcji Critical Fatness przeczytać można w książce:
Peter T. Ellison, On Fertile Ground. A Natural History of Human Reproduction.