Prečo stres vedie k priberaniu? Štúdia vrhá svetlo
Nový výskum publikovaný v časopise Bunkový metabolizmus, možno našli dôvod, prečo je chronické vystavenie stresu tak úzko spojené s obezitou. Odpoveď spočíva vo vzťahu medzi tukovými bunkami a načasovaním stresových hormónov.
Vedci pod vedením Mary Teruel, asistentky chemickej a systémovej biológie na Lekárskej fakulte Stanfordskej univerzity v Kalifornii, si lámali hlavu nad inak prírodným - a dobre známym - procesom, prostredníctvom ktorého naše telo produkuje tukové bunky.
V ľudskom tele sa takzvané prekurzory alebo progenitorové bunky - teda medziprodukt medzi nediferencovanou kmeňovou bunkou a úplne diferencovanou - menia na tukové bunky, čo vedie k priberaniu.
Zdravý človek nepremení viac ako 1 percento svojich prekurzorových buniek na tukové bunky, a to pri aktivácii hormónmi nazývanými glukokortikoidy.
Glukokortikoidy sú prírodné steroidné hormóny produkované ľudským telom na zmiernenie zápalu. Ako vysvetľuje Teruel a kolegovia vo svojom príspevku, hladiny glukokortikoidov u človeka prirodzene stúpajú a klesajú počas dňa, čo je cyklus regulovaný našimi cirkadiánnymi rytmami.
Ale tieto hormóny môžu byť podporené aj vonkajšími stimulmi, ako je krátkodobý alebo dlhodobý stres. Vedúcemu riešiteľovi nového výskumu však táto dynamika pripadala veľmi zaujímavá.
"Prečo sa neutopíme v tuku zakaždým, keď ráno stúpne hladina glukokortikoidov kvôli normálnym cirkadiánnym rytmom alebo keď naše hladiny glukokortikoidov prudko stúpajú, keď cvičíme alebo ideme z teplej budovy do chladu?" Spýtala sa sama Teruel.
"A prečo je strata normálneho rytmu sekrécie glukokortikoidov - napríklad v podmienkach chronického stresu, oneskoreného dýchania a poruchy spánku u pracovníkov na zmeny - tak spojená s obezitou?"
Takéto otázky podnietili Teruel a jej kolegov k začatiu nového výskumu.
Ako ovplyvňujú glukokortikoidy tukové bunky?
Vedci uskutočnili niekoľko experimentov, aby zistili odpovede. V prvej z nich tím kúpal prekurzorové tukové bunky v kokteile glukokortikoidov v „rytmických pulzoch“ počas 4 dní.
Spočítali, koľko progenitorových buniek sa zmenilo na tukové bunky, a zistili, že jeden 48-hodinový pulz hormónov spôsobil, že sa väčšina buniek zmenila na tukové bunky, zatiaľ čo kratšie impulzy viedli k minimálnej diferenciácii buniek.
Teruel a jeho kolegovia sa chceli venovať hlbšie, preto priblížili molekulárne mechanizmy, prostredníctvom ktorých môžu progenitorové bunky „povedať“, kedy sa majú zmeniť na tukové bunky. Vedcov zaujímalo, čo spôsobuje, že progenitorové bunky ignorujú krátke impulzy, ale reagujú na dlhšie.
Na vyriešenie záhady použili jednobunkové živé zobrazovanie na sledovanie aktivity proteínu, o ktorom je známe, že koreluje s diferenciáciou a zrelosťou tukovej bunky: PPAR-gama (PPARG).
Sledovanie tohto proteínu v tisícoch buniek v priebehu niekoľkých dní a použitie počítačového modelovania odhalilo, že existujú dva typy spätnej väzby, ktoré pomáhajú progenitorovým bunkám ignorovať normálny cirkadiánny cyklus glukokortikoidov a odfiltrovať iba dlhé hormonálne impulzy.
Autori konkrétne píšu, „toto cirkadiánne filtrovanie vyžaduje pre PPARG rýchlu a pomalú pozitívnu spätnú väzbu.“ V nadväznosti na svoj predchádzajúci výskum vedci našli aj ďalšie proteíny, ktoré sprostredkovávajú 34-hodinovú spätnoväzbovú slučku, ktorá umožňuje PPARG pokračovať v hromadení, čo vedie k väčšiemu množstvu tukových buniek.
"Teraz poznáme cirkadiánny kód, ktorý riadi prepínač, a identifikovali sme kľúčové molekuly, ktoré sú do toho zapojené," hovorí Teruel.
Nakoniec museli vedci vyskúšať, či tento novo identifikovaný cirkadiánny kód funguje u cicavcov rovnako. Takže v priebehu 21 dní zvýšili hladiny glukokortikoidov u skupiny myší a porovnali ich hmotnosť s hmotnosťou kontrolnej skupiny hlodavcov.
Pokus odhalil, že myši s posilneným glukokortikoidmi získali dvojnásobnú hmotnosť ako skupina kontrolných myší. Vedci zistili, že to bolo spôsobené nielen produkciou nových tukových buniek, ale aj rastom už existujúcich.
Neustály stres môže viesť k priberaniu
Zistenia, hovorí Teruel, „[vysvetlia], prečo sú liečby glukokortikoidmi, ktoré sú často nevyhnutné pre správne fungovanie ľudí s reumatoidnou artritídou a astmou, spojené s obezitou a [navrhujú] spôsoby, ako je možné tieto liečby bezpečne podávať bez častých vedľajších účinkov prírastku hmotnosti a úbytku kostnej hmoty. “
Vedúci výskumného pracovníka ďalej poznamenáva, ako výskum osvetľuje proces prírastku hmotnosti na váhe vyvolaný stresom, ako aj ponúka indície, ako ho ovládať.
"Áno, načasovanie vášho stresu záleží," hovorí. "Pretože [premena prekurzorových buniek na tukové bunky sa deje pomocou bistabilného spínača, znamená to, že proces môžete riadiť pulzovaním."
„Naše výsledky naznačujú, že aj keď sa výrazne stresujete alebo liečite svoju reumatoidnú artritídu glukokortikoidmi, nepriberiete,“ pokračuje Teruel, „pokiaľ sa stres alebo liečba glukokortikoidmi deje iba počas dňa.
"Ak však trpíte chronickým nepretržitým stresom alebo užívate glukokortikoidy v noci, výsledná strata normálnych cirkadiánnych oscilácií glukokortikoidov bude mať za následok významné zvýšenie hmotnosti."
Mary Teruel
