Diéta, telesné hodiny, hormóny a metabolizmus: Aký je odkaz?
Vedci pomocou myší prvýkrát odhalili, ako stresové hormóny kontrolujú hladinu tukov a cukrov v priebehu 24-hodinového cyklu. Okrem toho preukázali, že vysokokalorická strava môže zmeniť časovú citlivosť metabolických cyklov.
Nová štúdia vedená vedcami z Helmholtz Zentrum München a Nemeckého centra pre výskum cukrovky (DZD) tiež v nemeckom Mníchove pomáha vysvetliť rytmickú povahu stresových hormónov, ktorých hladiny narastajú pred prebudením a kŕmením a prílivom počas spánku a pôst.
Zistenia tiež objasňujú, ako tento hormonálny cyklus súvisí s denným režimom, ktorý pečeň dodržiava pri ukladaní a uvoľňovaní cukru a tukov.
Nedávna Molekulárna bunka príspevok popisuje, ako vedci dosiahli tieto objavy vyšetrením aktivity glukokortikoidov v pečeni myší.
Pretože glukokortikoidový receptor je tiež cieľom protizápalových syntetických steroidov, výsledky naznačujú, že glukokortikoidové lieky môžu mať rôzne účinky na ľudí s obezitou alebo bez nej.
Stresové hormóny vrcholia a slabnú
Nadledvové žľazy uvoľňujú ráno glukokortikoidné hormóny pod kontrolou hodinových signálov z mozgu.
Biologické hodiny, ktoré prebývajú v každej bunke tela, pomáhajú regulovať denné načasovanie uvoľňovania hormónov. Faktory slnečného svetla a životného štýlu pomáhajú udržiavať biologické hodiny synchronizované.
Žľazy tiež uvoľňujú hormóny v reakcii na stres, preto sa im hovorí aj stresové hormóny.
Stresové hormóny dosiahnu svoj vrchol pred prebudením a pomáhajú telu pripraviť sa na denné aktivity získavaním energie zo zvýšenej hladiny tukov a cukru.
Narušenie biologických hodín - napríklad z pracovných zmien alebo z jetlagu - však môže výrazne narušiť metabolizmus a prispieť k súvisiacim poruchám, ako je cukrovka typu 2, obezita a stukovatenie pečene.
Glukokortikoidové lieky a stav nazývaný Cushingov syndróm, oba zvyšujúce hladinu glukokortikoidov, môžu mať rovnaký účinok.
Štúdia zameraná na receptory glukokortikoidov
Cieľom novej štúdie bolo pochopiť súvislosť medzi dennými nárazmi stresových hormónov, biologickými hodinami a metabolickými cyklami zameraním na glukokortikoidové receptory.
Glukokortikoidy regulujú početné molekulárne procesy vo funkciách od metabolizmu a imunity po rast a poznávanie kostí.
Takmer každá bunka tela má receptory pre tieto hormóny. Bez zodpovedajúceho receptora nemôže hormón vstúpiť do bunky a ovplyvňovať ju.
Pre novú štúdiu tím skúmal metabolickú aktivitu glukokortikoidov v pečeni myší hodnotením vlastností ich zodpovedajúceho receptora.
Použili celý rad pokročilých techník na mapovanie toho, čo sa stalo s glukokortikoidovými receptormi v myších pečeni každé 4 hodiny v priebehu 24-hodinového cyklu. Použili dve skupiny myší: jedna skupina mala normálnu stravu a druhá skupina bola kŕmená stravou s vysokým obsahom tukov.
Tím tiež podrobne skúmal, čo sa stalo s 24-hodinovým metabolizmom pečene u myší v dôsledku denných nárazov sekrécie glukokortikoidov.
Metódy, ktoré používali, im umožňovali preukázať, že účinky glukokortikoidov boli rôzne, keď sa zvieratá počas spánku držali nalačno, a keď kŕmili, keď boli bdelé a aktívne.
Stresové hormóny regulujú cirkadiánne gény
Vedci zistili, že glukokortikoidový receptor tieto účinky uskutočňoval prostredníctvom časovo citlivej väzby s genómami pečeňových buniek.
Okrem toho sa ukazuje, že receptor, a teda súvisiace stresové hormóny, pomáhajú regulovať takmer všetky cirkadiánne gény.
„Zvýraznenie dominantnej úlohy [glukokortikoidový receptor] hrá pri synchronizácii cirkadiánnych amplitúd,“ píšu autori, „zistíme, že väčšina oscilačných génov je viazaná a závisí od [glukokortikoidového receptora].“
Vedci preukázali, že pečeň myší, ktorým chýbal receptor, nekontrolovala hladinu tuku a cukru podľa dňa a noci.
Tím naznačuje, že zistenia ukazujú, ako pečeň kontroluje hladinu cukru a tukov v krvi odlišne počas dňa v porovnaní s nočnou.
Ďalšia sada experimentov tiež odhalila, že myši s normálnou hmotnosťou a obezitou reagovali odlišne na glukokortikoidné liečivo.
Tím je presvedčený, že štúdia je prvou, ktorá ukazuje, že strava môže zmeniť účinok hormónov a liekov na metabolické tkanivá.
Vedci tvrdia, že ich objavy pomôžu informovať o vznikajúcej oblasti chronomedicíny, ktorá zdôrazňuje úlohu biologických hodín v zdraví a chorobe.
„Mohli by sme opísať nové prepojenie medzi životným štýlom, hormónmi a fyziológiou na molekulárnej úrovni, čo naznačuje, že obézni ľudia môžu reagovať odlišne na dennú sekréciu hormónov alebo na glukokortikoidné lieky,“ hovorí hlavná autorka štúdie Nina Henriette Uhlenhaut, profesorka na Helmholtz Zentrum München. .
„Pochopenie toho, ako glukokortikoidy riadia 24-hodinové cykly aktivity génov v pečeni a následne hladiny cukru a tukov v krvi, poskytuje nový pohľad na chronomedicínu a vývoj metabolických chorôb.“
Prof. Nina Henriette Uhlenhaut
