Kortyzol - wróg czy przyjaciel? Czy warto obniżać poziom kortyzolu?

Kiedyś modna była panika związana z kortyzolem. Należy on do podstawowych glikortykosteroidów uwalnianychz kory nadnerczy. Niektórzy obwiniają ten hormon o rozpad mięśni, inni o hamowanie przyrostów masy mięśniowej. Wbrew obiegowym, błędnym opiniom, kortyzol jest jednym z najważniejszych hormonów, bez których mamy do czynienia z bardzo ciężką chorobą. 

W tej samej grupie jest hormon wzrostu (akromegalia i karłowatość), insulina (hiperglikemia niszczy wszystkie narządy, nadmiar egzogennej insuliny może zabić w ciągu kilku godzin), hormony tarczycy (nadczynność i niedoczynność mają wpływ na pracę serca, mięśnie, kości i większość szlaków metabolicznych w ciele). W fizjologii nigdy nie zdarza się, by znaczący nadmiar lub duży niedobór były korzystne dla człowieka. I dokładnie tak samo jest w przypadku kortyzolu.

Kortyzol (w nadmiarze):

• jest groźny dla mięśni, powoduje ich katabolizm (rozpad), zwiększa rozpad białek w mięśniach szkieletowych uwalniając aminokwasy,
• sprzyja cukrzycy (kortyzol hamuje wychwyt glukozy w mięśniach, w tkance tłuszczowej i w układzie limfatycznym oraz nasila glukoneogenezę),
• zmniejsza wchłanianie wapnia z przewodu pokarmowego i zwiększa wydalanie wapnia przez nerki, a więc sprzyja osteoporozie (niszczenie kości),
• może wywołać zaburzenia psychiatryczne, np. manię,
• sprzyja miopatii (rozpad mięśni, uszkodzenia mięśni),
• sprzyja niszczeniu wzroku (jaskra, zaćma),
• sprzyja zaburzeniom metabolicznym,
• zaburza sen,
• sprzyja chorobom sercowo-naczyniowym,
• sprzyja gromadzeniu tkanki tłuszczowej,
• wywołuje immunosupresję (łatwiej zyskać poważną infekcję),
• ma wpływ na błonę śluzową żołądka (nadżerki),
• wywiera wpływ na tarczycę (możliwe jest wywołanie wtórnej niedoczynności tarczycy),
• wywołuje osłabienie libido, erekcji itd.  

Ok, to wszystko prawda, jednak mowa jest o patologicznej hiperkortyzolemii związanej np. z zespołem Cushinga. Ta sytuacja ma się nijak do sportowców. Normalnie, nie mają oni do czynienia z takimi procesami i skutkami ubocznymi.

Jednak co się stanie, gdy kortyzolu zabraknie?

Mamy katastrofę! Kortyzol jest jedynym hormonem, który utrzymuje ujemne sprzężenie zwrotne z ACTH. ACTH reguluje nie tylko glikokortykosteroidy (np. kortyzol), ale też mineralokortykosteroidy oraz androgeny! U dzieci powoduje to rozliczne zaburzenia procesu rozwojowego, m.in. wywołuje przedwczesne dojrzewanie płciowe, u dziewczynek wirylizację (jak po podawaniu syntetycznych androgenów).

Przy braku kortyzolu pojawiają się np. zmiany skórne, brak apetytu, bóle brzucha, osłabienie mięśni (spadek ich kurczliwości), hipoglikemia, inne, liczne zaburzenia metaboliczne. Objawy opisał w 1855 r. Thomas Addison (stąd nazwa choroby Addisona): „Osłabienie, zmęczenie, anoreksja, apetyt na sól i niedociśnienie ortostatyczne (hipotonia ortostatyczna)”.

Badania szwedzkich naukowców sugerują, iż długotrwały stres powoduje zahamowanie osi podwzgórze-przysadka-nadnercza powoduje hipokortyzolizm (niewystarczające stężenie kortyzolu w ustroju). Co zaskakujące, powoduje to 4-krotnie większą szansę powstania otyłości, 4-krotnie większą szansę powstania nadwagi, 2.7-krotnie większe ryzyko posiadania dużego obwodu w pasie, 4.2-krotnie większe ryzyko podwyższonego LDL, 2.4-krotnie większe ryzyko niskiego HDL, dwukrotnie większe ryzyko wystąpienia zespołu metabolicznego.

Czy wysiłek fizyczny powoduje wzrost stężenia kortyzolu?

Tak. Bez tego można by się spodziewać poważnego zachwiania stabilności ustroju człowieka. Kortyzol nie ma tylko ciemnej strony - jest niesamowicie ważny dla zdrowia sportowca, budowy mięśni i wyniku sportowego.

Zerknijmy na tę tabelkę:

Źródło: Ahmad H. Alghadir „The effects of four weeks aerobic training on saliva cortisol and testosterone in young healthy persons”.

Do tej pory nieaktywni fizycznie mężczyźni nie robili niczego specjalnego - trzy razy w tygodniu spacerowali na bieżni, utrzymując tętno pomiędzy 65% a 75% maksymalnego. Część główna treningu zajmowała od 30 do 45 minut, rozgrzewka 5-10 minut, schładzanie 10 minut.

Po 4 tygodniach kolosalnie zmieniły się ich parametry metaboliczne. Najważniejszy wynik dotyczy zwyżki stężenia testosteronu. A przecież trening aerobowy nie jest zbyt skuteczny w zwiększaniu stężenia testosteronu! Niemniej, nawet taka znikoma aktywność fizyczna spowodowała wyraźną zwyżkę stężenia „teścia”. Silnie wzrosła ilość kortyzolu, jednak proporcje kortyzolu i testosteronu w ustroju były o wiele bardziej korzystne przy prowadzeniu regularnego treningu. Próbki pobierano w dni nietreningowe, 24 h po ostatnim treningu.

Normy dla kortyzolu - dorośli, krew:

• 8:00 rano: 5-23 μg/dL (138-635 nmol/L),
• 16:00: 3-13 μg/dL (83-359 nmol/L).

Normalne stężenie kortyzolu w ślinie to 15.5 nmol/L (0.56 μg/dL) o 8:00 rano i 3.9 nmol/L o 20:00 (0.14 µg/dL), a norma dla kortyzolu obecnego w ślinie, w środku nocy, to 0.13 µg/dL (<3.6 nmol/L). Ogólnie, najwyższe stężenie kortyzolu występuje rano (i np. po wysiłku), a jego stężenie spada w ciągu dnia. 37.2 pg/ml to ~0.004 μg/dL, a więc stężenie było nawet poniżej normy. Na miejscu tych mężczyzn zacząłbym się martwić.

W innych badaniach sprawdzano, jaki wpływ na stężenie kortyzolu mają ciężkie interwały na ciężarach. Badani mieli wykonywać 10 powtórzeń: przysiadów, wyciskania leżąc, martwego ciągu, oraz w kolejnych podejściach zmniejszać liczbę powtórzeń po każdej serii, aż do uzyskania 1 powtórzenia (10, 9, 8, 7..., 1 powtórzeń każdego ćwiczenia). Uzyskano tam stężenie kortyzolu 1860.2 nmol/L (wzrost o ~418% w stosunku do stężeń w spoczynku, czyli gdy się nie trenuje).

Dla przypomnienia, po 30-minutowych aerobach (z odcinkami interwałowymi) poziom kortyzolu po zakończeniu pracy wynosił 16.3 nmol/L. Norma stężenia kortyzolu o godzinie 16:00 dla osoby dorosłej to max. 359 nmol/L.

Jak kortyzol wpływa na mięśnie?

Do tej pory zidentyfikowano wiele mechanizmów. Przykładowo, glikokortykosteroidy (np. kortyzol) zwiększają ekspresję miostatyny i zwiększają aktywność promotora miostatyny. Ponadto myszy z wyłączonym genem miostatyny nie wykazują zaniku mięśni w odpowiedzi na podanie glukokortykoidów. Miostatyna jest jednym z głównych „hamulców” w budowie masy mięśniowej u zwierząt i człowieka.

Po drugie, kortyzol hamuje funkcję komórek satelitarnych. Są one niesamowicie ważne dla budowy masy mięśniowej. Najprawdopodobniej duże stężenie glikortykosteroidów wywołuje zjawisko podobne do występującego u chorych na raka.

Po trzecie, kortyzol oddziałuje poprzez hamowanie mikro-RNA. Przykładowo, w odpowiedzi na leczenie deksametazonem (syntetycznym glikokortykosteroidem), poziomy miR27 a i b zmniejszają się w mięśniach szkieletowych, ułatwiając wzrost ekspresji miostatyny, przyczyniając się do zaniku mięśni.

Po czwarte, kortyzol hamuje ścieżki sygnałowe związane z insuliną, konkretnie - hamowanie ekspresji szlaku związanego z PI3K (prawdopodobnie najsilniejszym hormonem anabolicznym w ustroju).

Po piąte, prawdopodobnie kortyzol (i inne związki podobne do niego, obecne w lekach) indukują stres oksydacyjny w mięśniach i innych tkankach. Chociaż istnieje niewiele badań wykazujących, że glukokortykoidy indukują stres oksydacyjny w mięśniach szkieletowych, istnieje obszerna literatura dokumentująca ten proces w innych tkankach.

Po szóste, glikokortykosteroidy hamują główny szlak sygnałowy związany z hipertrofią – mTOR. Kortyzol hamuje mTOR, powoduje zmniejszenie syntezy białek i spadek stężenia BCAA. I odwrotnie - suplementacja BCAA poprawia aktywację szlaku TOR i łagodzi zanik mięśni w odpowiedzi na leczenie glikokortykosteroidami. BCAA pomagają podwójnie: nie tylko odwracają szkodliwe oddziaływanie na mięśnie, np. deksametazonu, ale też zapobiegają indukcji czynników wiązanych z atrofią mięśni (np. MAFbx i MuRF1).

Po siódme, glikokortykosteroidy mają również właściwości prozapalne, aktywują metaboliczne ścieżki związane z zapaleniem, co ma związek z atrofią mięśni.

Podsumowanie

Nic nie wskazuje na to, by dla normalnego, dobrze odżywionego sportowca kortyzol stanowił zagrożenie. Co innego, gdy kusisz los wykonując np. długotrwałe aeroby na czczo, rano, gdy stężenie kortyzolu jest najwyższe. Aby ocenić, w jakiej sytuacji metabolicznej się znajdujesz, wystarczy ocena stężenia testosteronu (całkowitego, wolny ma mniejsze znaczenie), estradiolu, kortyzolu (stan zapalny), CRP (c-reaktywna proteina; pokazuje stan zapalny), hormonów tarczycy (albo chociaż TSH), funkcji nerek (np. GFR, kreatynina), serca (EKG statyczne, wysiłkowe, echo/USG) i wątroby (GGTP, ALAT/ASPAT, bilirubina, badanie USG). Niezbędne są też badania glikemii i profilu lipidowego. Te wszystkie dane zebrane razem, pokażą czy musisz przejmować się kortyzolem. W większości wypadków przynosi on więcej korzyści, niż strat. Np. im wyższe stężenie mleczanów, kortyzolu, tym bardziej efektywny trening, a często większe późniejsze przyrosty masy mięśniowej, mocy czy szybkości. Biegacze długodystansowi mogą stłumić nieco oddziaływanie kortyzolu na ustrój podając przed i po biegu 1-1.5 g witaminy C.

Zarówno nadmiar, jak i niedobór kortyzolu wywołują fatalne skutki dla człowieka, są wiązane ze spadkiem wydolności i zaburzonym wzrostem masy mięśniowej. Dlatego przede wszystkim należy unikać przewlekłego stresu, dobrze się odżywiać i regularnie trenować. Nie zaszkodzi sięgnąć po adaptogeny, np. rhodiola rosea, witaminę C, magnez i potas, zdrowe tłuszcze oraz świeże owoce i warzywa.

Referencje:

Theodore P. Braun “The regulation of muscle mass by endogenous glucocorticoids” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4315033/

Itai Lotan, Liora Fireman, Avi Weizman and Israel Steinem „How Safe Is Acute High Dose Corticosteroid Therapy In Neurological Disorders? (P1.035)”  http://n.neurology.org/content/82/10_Supplement/P1.035

Lotan I, Fireman L, Benninger F, Weizman A, Steiner I. Psychiatric side effects of acute high-dose corticosteroid therapy in neurological conditions. Int Clin Psychopharmacol. 2016;31(4):224–231. doi: 10.1097/YIC.0000000000000122.

Huscher D, Thiele K, Gromnica-Ihle E, Hein G, Demary W, Dreher R, Zink A, Buttgereit F. Dose-related patterns of glucocorticoid-induced side effects. Ann Rheum Dis. 2009;68(7):1119–1124. doi: 10.1136/ard.2008.092163.

Oray M, Abu Samra K, Ebrahimiadib N, Meese H, Foster CS. Long-term side effects of glucocorticoids. Expert Opin Drug Saf. 2016;15(4):457–465. doi: 10.1517/14740338.2016.1140743.

Wei L, MacDonald TM, Walker BR. Taking glucocorticoids by prescription is associated with subsequent cardiovascular disease. Ann Intern Med. 2004;141:764–770. doi: 10.7326/0003-4819-141-10-200411160-00007.

McDonough AK, Curtis JR, Saag KG. The epidemiology of glucocorticoid-associated adverse events. Curr Opin Rheumatol. 2008;20(2):131–137. doi: 10.1097/BOR.0b013e3282f51031

Anna A. Kasperlik-Załuska  „Glikortykosteroidy” https://podyplomie.pl/wiedza/wielka-interna/1313,glikokortykosteroidy

Maripuu M1, Wikgren M2, Karling P3, Adolfsson R2, Norrback KF „Relative hypocortisolism is associated with obesity and the metabolic syndrome in recurrent affective disorders.”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27367307

Nicola Neary and Lynnette Nieman „Adrenal Insufficiency- etiology, diagnosis and treatment”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2928659/

Szivak TK, Hooper DR, Kupchak BK, Apicella JM, Saenz C, Maresh CM, Denegar CR, Kraemer WJ. “Adrenal Cortical Responses to High Intensity, Short Rest, Resistance Exercise in Men and Women.” J Strength Cond Res. 2012 May 3.