Zakaj stres vodi v povečanje telesne mase? Študija razsvetljuje
Nova raziskava, objavljena v reviji Presnova celic, so morda našli razlog, zakaj je kronična izpostavljenost stresu tako tesno povezana z debelostjo. Odgovor je v razmerju med maščobnimi celicami in časovnim razporedom stresnih hormonov.
Raziskovalci, ki jih je vodila Mary Teruel, docentka za kemijo in sistemsko biologijo na Medicinski fakulteti Univerze Stanford v Kaliforniji, so bili zmedeni zaradi sicer naravnega - in dobro znanega - procesa, skozi katerega naše telo proizvaja maščobne celice.
V človeškem telesu se tako imenovane predhodnice ali progenitorne celice - torej vmesno stanje med nediferencirano matično celico in popolnoma diferencirano - spremenijo v maščobne celice, kar vodi do povečanja telesne mase.
Zdrav človek ne spremeni več kot 1 odstotek svojih predhodnih celic v maščobne celice in to stori, če ga sprožijo hormoni, imenovani glukokortikoidi.
Glukokortikoidi so naravni steroidni hormoni, ki jih človeško telo proizvaja za lajšanje vnetja. Kot pojasnjujejo Teruel in sodelavci v svojem prispevku, se raven glukokortikoidov v človeku skozi dan naravno zvišuje in znižuje, cikel, ki ga urejajo naši cirkadijski ritmi.
Toda te hormone lahko okrepijo tudi zunanji dražljaji, kot je kratkoročni ali dolgotrajni stres. Starejšemu preiskovalcu nove raziskave pa se je ta dinamika zdela zanimiva.
"Zakaj se ne utapljamo v maščobah vsakič, ko se raven glukokortikoidov zjutraj zviša zaradi običajnih cirkadijskih ritmov ali ko se raven glukokortikoidov poveča, ko vadimo ali gremo iz tople stavbe na mraz?" Se je vprašala Teruel.
"In zakaj je izguba običajnega ritma izločanja glukokortikoidov - na primer v pogojih kroničnega stresa, zaostajanja curkov in motenj spanja pri delavcih, ki delajo v izmenah - tako povezana z debelostjo?"
Taka vprašanja so Teruelovo in njene sodelavce spodbudila k novi raziskavi.
Kako glukokortikoidi vplivajo na maščobne celice?
Da bi ugotovili odgovore, so znanstveniki izvedli več poskusov. V prvem je ekipa v 4 dneh v ritmičnih impulzih kopala predhodne maščobne celice v koktajlu glukokortikoidov.
Prešteli so, koliko progenitornih celic se je spremenilo v maščobne celice, in ugotovili, da je en 48-urni impulz hormonov povzročil, da se večina celic spremeni v maščobne celice, medtem ko so krajši impulzi privedli do minimalne diferenciacije celic.
Teruel in sodelavci so se želeli poglobiti globlje, zato so povečali molekularne mehanizme, s pomočjo katerih lahko progenitorne celice "vedo", kdaj naj se spremenijo v maščobne celice. Znanstvenike je zanimalo, zaradi česar progenitorne celice ignorirajo kratke impulze, vendar se odzivajo na daljše.
Za razrešitev skrivnosti so z enoceličnim slikanjem v živo spremljali aktivnost beljakovin, za katere je znano, da so povezane z diferenciacijo in zrelostjo maščobne celice: PPAR-gama (PPARG).
Sledenje te beljakovine v tisočih celicah v nekaj dneh in z uporabo računalniškega modeliranja je pokazalo, da obstajata dve vrsti povratnih informacij, ki celicam rodovitnic pomagajo ignorirati običajni cirkadiani cikel glukokortikoidov in filtrirati le dolge hormonske impulze.
Natančneje, avtorji pišejo, "to cirkadijsko filtriranje zahteva hitre in počasne pozitivne povratne informacije za PPARG." Na podlagi svojih prejšnjih raziskav so znanstveniki našli tudi druge beljakovine, ki posredujejo 34-urno povratno zanko, ki omogoča, da se PPARG še naprej kopiči, kar vodi do več maščobnih celic.
"Zdaj poznamo cirkadiansko kodo, ki nadzoruje stikalo, in ugotovili smo ključne molekule, ki so vpletene," pravi Teruel.
Končno so morali znanstveniki preizkusiti, ali je ta novoodkrita cirkadijska koda delovala na enak način pri sesalcih. Tako so v 21 dneh v skupini miši povečali koncentracijo glukokortikoidov in primerjali svojo težo s težo kontrolne skupine glodalcev.
Poskus je razkril, da so miši z ojačanim glukokortikoidi pridobile dvakratno težo kot skupina kontrolnih miši. Znanstveniki so ugotovili, da to ni le posledica proizvodnje novih maščobnih celic, temveč tudi rasti že obstoječih.
Stalni stres lahko privede do povečanja telesne mase
Ugotovitve, pravi Teruel, "[razložite], zakaj so zdravljenja z glukokortikoidnimi zdravili, ki so pogosto bistvena za celo delovanje ljudi z revmatoidnim artritisom in astmo, tako povezana z debelostjo in [predlagajo] načine, kako je mogoče takšna zdravljenja varno izvajati brez pogostih stranskih učinkov povečanja telesne mase in izgube kosti. "
Poleg tega starejši preiskovalec ugotavlja, kako raziskava osvetljuje proces povečanja telesne mase, ki ga povzroča stres, in ponuja napotke, kako to nadzorovati.
"Da, čas vašega stresa je pomemben," pravi. "Ker pretvorba predhodnih celic v maščobne celice poteka prek bistabilnega stikala, to pomeni, da lahko postopek nadzirate s pulziranjem."
"Naši rezultati kažejo, da tudi če se močno obremenite ali zdravite revmatoidni artritis z glukokortikoidi, se ne boste zredili," nadaljuje Teruel, "če se stres ali zdravljenje z glukokortikoidi zgodi le podnevi.
"Če pa imate kronični, stalni stres ali jemljete glukokortikoide ponoči, bo posledična izguba običajnih cirkadijskih nihanj glukokortikoidov znatno povečala telesno težo."
Mary Teruel
