Dieta, tělesné hodiny, hormony a metabolismus: Jaký je odkaz?
Vědci pomocí myší poprvé odhalili, jak stresové hormony regulují hladinu tuku a cukru během 24hodinového cyklu. Kromě toho prokázali, že vysoce kalorická strava může změnit časovou citlivost metabolických cyklů.
Nová studie vedená vědci z Helmholtz Zentrum München a Německého centra pro výzkum diabetu (DZD), také v německém Mnichově, pomáhá vysvětlit rytmickou povahu stresových hormonů, jejichž hladiny narůstají před probuzením a krmením a odlivem během spánku a půst.
Zjištění také objasňují, jak tento hormonální cyklus souvisí s každodenní rutinou, kterou játra dodržují při ukládání a uvolňování cukru a tuku.
Nedávný Molekulární buňka příspěvek popisuje, jak vědci provedli tyto objevy zkoumáním aktivity glukokortikoidů v játrech myší.
Protože glukokortikoidový receptor je také cílem protizánětlivých syntetických steroidů, výsledky naznačují, že glukokortikoidové léky mohou mít různé účinky na lidi s obezitou i bez ní.
Stresové hormony vrcholí a ubývají
Nadledviny uvolňují ráno glukokortikoidní hormony pod kontrolou hodinových signálů z mozku.
Biologické hodiny, které sídlí v každé buňce těla, pomáhají regulovat denní načasování uvolňování hormonů. Faktory slunečního světla a životního stylu pomáhají synchronizovat biologické hodiny.
Žlázy také uvolňují hormony v reakci na stres, a proto se jim také říká stresové hormony.
Stresové hormony dosáhnou svého vrcholu před probuzením a pomáhají tělu připravit se na denní aktivity tím, že získávají energii ze zvýšené hladiny tuků a cukru.
Narušení biologických hodin - například z pracovních směn nebo pomocí jetlag - však může výrazně narušit metabolismus a přispět k souvisejícím poruchám, jako je cukrovka typu 2, obezita a ztučnění jater.
Glukokortikoidové léky a stav nazývaný Cushingův syndrom, oba které zvyšují hladinu glukokortikoidů, mohou mít stejný účinek.
Studie zaměřená na receptory glukokortikoidů
Nová studie si klade za cíl pochopit souvislost mezi denními nárazy stresových hormonů, biologickými hodinami a metabolickými cykly se zaměřením na receptory glukokortikoidů.
Glukokortikoidy regulují řadu molekulárních procesů ve funkcích od metabolismu a imunity po růst a poznání kostí.
Téměř každá buňka těla má receptory pro tyto hormony. Bez odpovídajícího receptoru nemůže hormon vstoupit do buňky a ovlivnit ji.
Pro novou studii tým zkoumal metabolickou aktivitu glukokortikoidů v játrech myší hodnocením vlastností jejich odpovídajícího receptoru.
Použili řadu pokročilých technik k mapování toho, co se stalo s glukokortikoidovými receptory v myších játrech každé 4 hodiny během 24hodinového cyklu. Použili dvě skupiny myší: jedna skupina měla normální stravu a druhá skupina byla krmena stravou s vysokým obsahem tuku.
Tým také podrobně zkoumal, co se stalo s 24hodinovým jaterním metabolismem myší v důsledku denních nárazů sekrece glukokortikoidů.
Metody, které používali, jim umožnily ukázat, že účinky glukokortikoidů byly různé, když se zvířata během spánku postila a když se probudila a byla aktivní, krmili se.
Stresové hormony regulují cirkadiánní geny
Vědci zjistili, že glukokortikoidový receptor tyto účinky projevoval časově citlivou vazbou s genomy jaterních buněk.
Kromě toho se zdá, že receptor, a tedy související stresové hormony, pomáhají regulovat téměř všechny cirkadiánní geny.
„Zdůraznění dominantní role [glukokortikoidový receptor] hraje při synchronizaci cirkadiánních amplitud,“ píší autoři, „zjistíme, že většina oscilačních genů je vázána a závisí na [glukokortikoidním receptoru].“
Vědci prokázali, že játra myší, kterým chybí receptor, nekontrolovaly hladinu tuku a cukru podle dne a noci.
Tým naznačuje, že zjištění odhalují, jak játra kontrolují hladinu cukru a tuku v krvi odlišně během dne ve srovnání s nocí.
Další soubor experimentů také odhalil, že myši s normální hmotností a obezitou reagovaly odlišně na glukokortikoidní léčivo.
Tým věří, že studie je první, která ukazuje, že dieta může změnit účinek hormonů a léků na metabolické tkáně.
Vědci naznačují, že jejich nálezy pomohou informovat o nově vznikající oblasti chronomedicíny, která zdůrazňuje roli biologických hodin ve zdraví a nemoci.
„Mohli bychom popsat nové spojení mezi životním stylem, hormony a fyziologií na molekulární úrovni, což naznačuje, že obézní lidé mohou reagovat odlišně na denní sekreci hormonů nebo na glukokortikoidní léky,“ říká vedoucí autorky studie Nina Henriette Uhlenhaut, profesorka Helmholtz Zentrum München .
"Pochopení toho, jak glukokortikoidy kontrolují 24hodinové cykly genové aktivity v játrech a následně hladiny cukru a tuků v krvi, poskytuje nový pohled na chronomedicínu a rozvoj metabolických onemocnění."
Prof. Nina Henriette Uhlenhaut
