Защо стресът води до напълняване? Кабинетът хвърля светлина
Ново изследване, публикувано в списанието Клетъчен метаболизъм, може би са открили причината, поради която хроничното излагане на стрес е толкова тясно свързано със затлъстяването. Отговорът се крие в връзката между мастните клетки и времето на стресовите хормони.
Изследователите, водени от Мери Теруел, асистент по химика и системна биология в Медицинския факултет на Университета Станфорд в Калифорния, бяха озадачени от иначе естествения - и добре познат - процес, чрез който тялото ни произвежда мастни клетки.
В човешкото тяло, така наречените прекурсори или прогениторни клетки - т.е. междинното състояние между недиференцирана стволова клетка и напълно диференцирана такава, се превръщат в мастни клетки, което води до наддаване на тегло.
Здравият човек превръща не повече от 1% от своите предшественици в мастни клетки и го прави, когато се задейства от хормони, наречени глюкокортикоиди.
Глюкокортикоидите са естествени стероидни хормони, произвеждани от човешкото тяло за облекчаване на възпалението. Както Теруел и колегите обясняват в своя доклад, нивата на глюкокортикоиди на човек естествено се покачват и падат през целия ден, цикъл, регулиран от нашите циркадни ритми.
Но тези хормони могат да бъдат подсилени и от външни стимули, като краткосрочен или дългосрочен стрес. Старшият изследовател на новото изследване обаче намери тази динамика за интригуваща.
„Защо не се давим в мазнини всеки път, когато нивата на глюкокортикоиди се повишат сутрин поради нормални циркадни ритми или когато нивата ни на глюкокортикоиди скочат, когато тренираме или излизаме от топла сграда на студа?“ - запита се Теруел.
„И защо загубата на нормалния ритъм на секреция на глюкокортикоиди - например в условията на хроничен стрес, изоставане в струята и нарушаване на съня при работниците на смени - е толкова свързана със затлъстяването?“
Такива въпроси подтикнаха Теруел и нейните колеги да започнат новото изследване.
Как глюкокортикоидите влияят на мастните клетки?
За да открият отговорите, учените проведоха няколко експеримента. В първата, екипът къпа предшествениците мастни клетки в коктейл от глюкокортикоиди в „ритмични импулси“ за период от 4 дни.
Те преброили колко прогениторни клетки се превърнали в мастни клетки и установили, че един 48-часов импулс на хормоните кара повечето клетки да се превръщат в мастни клетки, докато по-късите импулси водят до минимална диференциация на клетките.
Теруел и колегите му искаха да се задълбочат по-дълбоко, така че увеличиха молекулните механизми, чрез които клетките-предшественици могат да „казват“ кога да се превърнат в мастни клетки. Учените бяха заинтригувани за това какво кара прогениторните клетки да игнорират кратки импулси, но да реагират на по-дълги.
За да разгадаят загадката, те използваха едноклетъчни образи на живо, за да проследят активността на протеин, за който е известно, че корелира с диференциацията и зрелостта на мастната клетка: PPAR-гама (PPARG).
Проследяването на този протеин в хиляди клетки в продължение на няколко дни и с помощта на компютърно моделиране разкри, че има два вида обратна връзка, които помагат на клетките-предшественици да игнорират нормалния циркаден цикъл на глюкокортикоиди и да филтрират само дълги хормонални импулси.
По-конкретно, авторите пишат, „това циркадно филтриране изисква бърза и бавна положителна обратна връзка към PPARG.“ Въз основа на предишните си изследвания, учените откриха и други протеини, които медиират 34-часов цикъл на обратна връзка, който позволява на PPARG да продължи да се натрупва, което води до повече мастни клетки.
„Сега знаем циркадния код, който контролира превключвателя, и идентифицирахме ключови молекули, които участват“, казва Теруел.
И накрая, учените трябваше да проверят дали този новоидентифициран циркаден код работи по същия начин при бозайниците. Така че в продължение на 21 дни те повишиха нивата на глюкокортикоиди в група мишки и сравниха теглото си с това на контролна група гризачи.
Експериментът разкрива, че подсилените с глюкокортикоиди мишки са спечелили двойно по-голямо тегло от групата на контролните мишки. Това, установиха учените, се дължи не само на производството на нови мастни клетки, но и на растежа на вече съществуващи.
Непрекъснатият стрес може да доведе до напълняване
Констатациите, казва Теруел, „[обясняват] защо леченията с глюкокортикоидни лекарства, които често са от съществено значение за хората с ревматоиден артрит и астма дори да функционират, са толкова свързани със затлъстяването и [предлагат] начини, по които такива лечения могат да се прилагат безопасно без често срещаните странични ефекти от наддаване на тегло и загуба на кост. "
Освен това старшият изследовател отбелязва как изследването осветява процеса на повишаване на теглото при хора, причинено от стрес, както и предлага улики за това как да се контролира.
„Да, времето на стреса ви има значение“, казва тя. „Тъй като превръщането на прекурсорните клетки в мастни клетки става чрез бистабилен превключвател, това означава, че можете да контролирате процеса с пулсиране.“
„Нашите резултати предполагат, че дори да се стресирате значително или да лекувате ревматоидния си артрит с глюкокортикоиди, няма да напълнеете - продължава Теруел, - стига стресът или глюкокортикоидното лечение да се случват само през деня.
„Но ако изпитвате хроничен, непрекъснат стрес или приемате глюкокортикоиди през нощта, произтичащата от това загуба на нормални циркадни глюкокортикоидни трептения ще доведе до значително увеличаване на теглото.“
Мери Теруел
