Dłuższe życie dzięki FGF21

Wstęp: Jest to pierwszy z serii dwóch artykułów poświęconych FGF21. Dowiemy się z nich, na czym polega dobroczynny wpływ tego hormonu na nasze zdrowie i poznamy sposoby na zwiększenie jego poziomu w naszym organizmie. Zapraszamy do lektury.

Wszystkie artykuły z tej serii:

  1. Dłuższe życie dzięki FGF21
  2. Dieta długowieczności ‒ jak zwiększyć poziom FGF21 przy pomocy jedzenia?

W 2000 r. odkryto nowy ludzki hormon [1]. Był to 21. odnotowany, na tamten moment, czynnik wzrostu fibroblastów o nazwie FGF21 [1]. Od czasu tego odkrycia okazało się, że FGF21 jest elementem kluczowym dla utrzymania zdrowia metabolicznego, zdrowia tętnic, niskiego poziomu tkanki tłuszczowej, jak również zwiększenia szans na długowieczność [2]. W badaniu z 2018 r. [3] FGF21 wstrzyknięto otyłym małpom, a zwierzęta schudły, mimo że ich podaż jedzenia pozostała niezmieniona. I to schudły wcale nie mało: ilość ich tkanki tłuszczowej zmniejszyła się aż o 27% [3]. W badaniu z 2012 r. [4] wykazano, że FGF21 wydłuża życie myszy 30-40% bardziej znacząco niż dożywotnie ograniczanie podaży kalorycznej; ilość jedzenia w diecie zwierząt ponownie pozostała tutaj niezmieniona. Naukowcy podsumowali, że FGF21 może znaleźć zastosowanie w leczeniu hormonalnym ukierunkowanym na wydłużenie życia ssaków [4]. Tematem od razu zainteresował się przemysł farmaceutyczny, zdeterminowany, by znaleźć odpowiedź na pytanie: „Czy starzenie się można wyleczyć?” [5]

Na tym nie kończą się dobroczynne właściwości FGF21. Jeszcze kilka lat temu nie do pomyślenia byłoby jednoczesne leczenie otyłości, cukrzycy, dyslipidemii (czyli wysokiego cholesterolu) i nadciśnienia, przy zastosowaniu jednego leku [6]. Obecnie jest to jednak perspektywa coraz bardziej kusząca i ekscytująca [6]. Powodem, dla którego w leczeniu nie można stosować zwykłego FGF21 jest fakt, że hormon ten ulega w ludzkim organizmie szybkiemu rozkładowi, przez co pacjentów trzeba by było ostrzykiwać mniej więcej co jedną do dwóch godzin [7]. Firmy farmaceutyczne pracują więc nad opracowaniem szeregu preparatów przypominających FGF21, które charakteryzowałyby się dłuższym czasem działania [8]. I tak oto, przykładowo: wystarczyło trochę PF-05231023, a pacjenci w ciągu 25 dni stracili prawie 5 kg i w spektakularnym stopniu obniżyli swój poziom trójglicerydów i cholesterolu [9].

Potem jednak te nowo wynalezione leki zaczęły ujawniać swoje skutki uboczne [10]. No dobrze, to może inaczej; a co jeśli wstrzyknęlibyśmy sobie gen FGF21 „zapakowany” we wnętrzu wirusa, który „przywiązałby” dodatkowe geny FGF21 do naszego DNA [11]? Można też po prostu zawiązać buty do biegania. Aktywność fizyczna podnosi poziom FGF21; być może, między innymi, właśnie dlatego tak korzystnie wpływa na nasze zdrowie [12].

Który rodzaj aktywności jest bardziej skuteczny: ćwiczenia aerobowe ‒ osiem tygodni biegania, czy może trening siłowy ‒ osiem tygodni podnoszenia ciężarów [13]? Korzyści odnotowano w obu przypadkach, jednak lepiej podziałał trening siłowy; poziom FGF21 zwiększył aż o 42% [13]. Dla porównania, w grupie z ćwiczeniami aerobowymi wzrost wyniósł 25% [13].

No dobrze, a co możemy zrobić w kwestii jedzenia? FGF21 można oczywiście podawać dożylnie, ale czy nie lepiej byłoby wspomóc naszą naturalną, endogenną produkcję przy pomocy diety [14]? Jak się okazuje, jednym ze sposobów jest brak jakiejkolwiek diety. FGF21 nie bez powodu nazywany jest hormonem wygłodzenia [4]. Post pobudza produkcję FGF21; kilka dni głodówki tutaj jednak nie wystarczy [15].

Z fizjologicznego punktu widzenia w odpowiedzi na post/głodówkę ekspresja FGF21 zostaje znacząco zwiększona [16]. Jednak w odróżnieniu od myszy, u których reakcję obserwuje się po raptem sześciu godzinach, u ludzi wzrost poziomu FGF21 zauważalny jest dopiero po tygodniu [17]. Post może zwiększyć poziom FGF21 nawet czterokrotnie, jednak osiągniecie takich efektów wymaga 10-dniowej głodówki [17], czyli sztandarowego przykładu sposobu odżywiania niemożliwego do utrzymania na dłuższą metę.

A może istnieje jakiś sposób, by dobroczynnym wpływem FGF21 cieszyć się bez konieczności głodowania? Czy postu nie imituje przypadkiem dieta ketogeniczna [18]? Nie, dieta ketogeniczna nie dość, że poziomu FGF21 nie podnosi, to jeszcze po kilku miesiącach może go wręcz znacząco obniżyć [19]. Co więcej, jak pokazało badanie z 2018 r. [20] nad treningiem HIIT, dieta wysokotłuszczowa może hamować wzrost produkcji hormonu wywołany aktywnością fizyczną.

No dobrze, a jaka dieta działa, dla odmiany, korzystnie? Odpowiedź na to pytanie poznamy już w następnym artykule.

Źródło: nutritionfacts.org

[1] Nishimura T, Nakatake Y, Konishi M, Itoh N. Identification of a novel FGF, FGF-21, preferentially expressed in the liver. Biochim Biophys Acta. 2000;1492(1):203-6.
[2] McCarty MF. Practical prospects for boosting hepatic production of the “pro-longevity” hormone FGF21. Horm Mol Biol Clin Investig. 2017;30(2).
[3] Andersen B, Straarup EM, Heppner KM, et al. FGF21 decreases body weight without reducing food intake or bone mineral density in high-fat fed obese rhesus macaque monkeys. Int J Obes (Lond). 2018;42(6):1151-60.
[4] Zhang Y, Xie Y, Berglund ED, et al. The starvation hormone, fibroblast growth factor-21, extends lifespan in mice. Elife. 2012;1:e00065.
[5] Riera CE, Dillin A. Can aging be 'drugged’?. Nat Med. 2015;21(12):1400-5.
[6] Huang Z, Xu A, Cheung BMY. The Potential Role of Fibroblast Growth Factor 21 in Lipid Metabolism and Hypertension. Curr Hypertens Rep. 2017;19(4):28.
[7] Pérez-Martí A, Sandoval V, Marrero PF, Haro D, Relat J. Nutritional regulation of fibroblast growth factor 21: from macronutrients to bioactive dietary compounds. Horm Mol Biol Clin Investig. 2017;30(1).
[8] Sonoda J, Chen MZ, Baruch A. FGF21-receptor agonists: an emerging therapeutic class for obesity-related diseases. Horm Mol Biol Clin Investig. 2017;30(2).
[9] Talukdar S, Zhou Y, Li D, et al. A Long-Acting FGF21 Molecule, PF-05231023, Decreases Body Weight and Improves Lipid Profile in Non-human Primates and Type 2 Diabetic Subjects. Cell Metab. 2016;23(3):427-40.
[10] Kim AM, Somayaji VR, Dong JQ, et al. Once-weekly administration of a long-acting fibroblast growth factor 21 analogue modulates lipids, bone turnover markers, blood pressure and body weight differently in obese people with hypertriglyceridaemia and in non-human primates. Diabetes Obes Metab. 2017;19(12):1762-72.
[11] Jimenez V, Jambrina C, Casana E, et al. FGF21 gene therapy as treatment for obesity and insulin resistance. EMBO Mol Med. 2018;10(8):e8791.
[12] Cuevas-Ramos D, Almeda-Valdés P, Meza-Arana CE, et al. Exercise Increases Serum Fibroblast Growth Factor 21 (FGF21) Levels. Atkin SL, ed. PLoS ONE. 2012;7(5):e38022.
[13] Keihanian A, Arazi H, Kargarfard M. Effects of aerobic versus resistance training on serum fetuin-A, fetuin-B, and fibroblast growth factor-21 levels in male diabetic patients. Physiol Int. 2019;106(1):70-80.
[14] Erickson A, Moreau R. The regulation of FGF21 gene expression by metabolic factors and nutrients. Horm Mol Biol Clin Investig. 2017;30(1):1-14.
[15] Holmes D. Fasting induces FGF21 in humans. Nat Rev Endocrinol. 2016;12(1):3.
[16] Jin L, Lin Z, Xu A. Fibroblast growth factor 21 protects against atherosclerosis via fine-tuning the multiorgan crosstalk. Diabetes Metab J. 2016;40(1):22-31.
[17] Fazeli PK, Lun M, Kim SM, et al. FGF21 and the late adaptive response to starvation in humans. J Clin Invest. 2015;125(12):4601-11.
[18] Gälman C, Lundåsen T, Kharitonenkov A, et al. The circulating metabolic regulator FGF21 is induced by prolonged fasting and PPARalpha activation in man. Cell Metab. 2008;8(2):169-74.
[19] Christodoulides C, Dyson P, Sprecher D, Tsintzas K, Karpe F. Circulating fibroblast growth factor 21 is induced by peroxisome proliferator-activated receptor agonists but not ketosis in man. J Clin Endocrinol Metab. 2009;94(9):3594-601.
[20] Asle mohammadi zadeh M, Kargarfard M, Marandi SM, Habibi A. Diets along with interval training regimes improves inflammatory & anti-inflammatory condition in obesity with type 2 diabetes subjects. J Diabetes Metab Disord. 2018;17(2):253-67.