Proč stres vede k přibývání na váze? Studie vrhá světlo
Nový výzkum publikovaný v časopise Buněčný metabolismus, možná našli důvod, proč je chronické vystavení stresu tak úzce spjato s obezitou. Odpověď spočívá ve vztahu mezi tukovými buňkami a načasováním stresových hormonů.
Vědci vedeni Mary Teruel, odbornou asistentkou chemie a systémové biologie na Lékařské fakultě Stanfordské univerzity v Kalifornii, byli zmateni jinak přirozeným - a dobře známým - procesem, kterým naše tělo produkuje tukové buňky.
V lidském těle se takzvané prekurzory neboli progenitorové buňky - tj. Přechodný stav mezi nediferencovanou kmenovou buňkou a plně diferencovanou buňkou - mění na tukové buňky, což vede k přibývání na váze.
Zdravý člověk přemění ne více než 1 procento svých prekurzorových buněk na tukové buňky, a to při aktivaci hormony zvanými glukokortikoidy.
Glukokortikoidy jsou přírodní steroidní hormony produkované lidským tělem ke zmírnění zánětu. Jak Teruel a kolegové ve své práci vysvětlují, hladiny glukokortikoidů u člověka přirozeně stoupají a klesají po celý den, což je cyklus regulovaný našimi cirkadiánními rytmy.
Tyto hormony však mohou být podpořeny také vnějšími podněty, jako je krátkodobý nebo dlouhodobý stres. Vedoucí výzkumného pracovníka nového výzkumu však považoval tuto dynamiku za zajímavou.
"Proč se neutápíme v tuku pokaždé, když ráno stoupne hladina glukokortikoidů kvůli normálním cirkadiánním rytmům nebo když naše hladina glukokortikoidů stoupne, když cvičíme nebo jdeme z teplé budovy do chladu?" Zeptala se Teruel sama sebe.
"A proč ztrácí normální rytmus sekrece glukokortikoidů - například v podmínkách chronického stresu, jet lag a narušení spánku u směnových pracovníků - tak spojené s obezitou?"
Takové otázky přiměly Teruel a její kolegyně zahájit nový výzkum.
Jak ovlivňují glukokortikoidy tukové buňky?
Aby vědci zjistili odpovědi, provedli několik experimentů. V první z nich tým koupal prekurzorové tukové buňky v koktejlu glukokortikoidů v „rytmických pulsech“ po dobu 4 dnů.
Spočítali, kolik progenitorových buněk se změnilo na tukové buňky, a zjistili, že jeden 48hodinový puls hormonů způsobil, že se většina buněk změnila na tukové buňky, zatímco kratší pulsy vedly k minimální diferenciaci buněk.
Teruel a kolegové se chtěli ponořit hlouběji, a tak přiblížili molekulární mechanismy, kterými progenitorové buňky mohou „říci“, kdy se mají změnit na tukové buňky. Vědci se zajímali o to, proč progenitorové buňky ignorují krátké pulsy, ale reagují na ty delší.
K vyřešení záhady použili jednobuněčné živé zobrazování ke sledování aktivity proteinu, o kterém je známo, že koreluje s diferenciací a zralostí tukové buňky: PPAR-gama (PPARG).
Sledování tohoto proteinu v tisících buněk v průběhu několika dní a použití počítačového modelování odhalilo, že existují dva typy zpětné vazby, které pomáhají progenitorovým buňkám ignorovat normální cirkadiánní cyklus glukokortikoidů a odfiltrovat pouze dlouhé hormonální pulsy.
Autoři konkrétně píší: „toto cirkadiánní filtrování vyžaduje pro PPARG rychlou a pomalou pozitivní zpětnou vazbu.“ V návaznosti na svůj předchozí výzkum vědci také našli další proteiny, které zprostředkovávají 34hodinovou zpětnou vazbu, která umožňuje PPARG pokračovat v hromadění, což vede k více tukovým buňkám.
"Nyní víme cirkadiánní kód, který řídí přepínač, a identifikovali jsme klíčové molekuly, které jsou zapojeny," říká Teruel.
Nakonec museli vědci otestovat, zda tento nově identifikovaný cirkadiánní kód funguje u savců stejně. V průběhu 21 dnů tedy zvýšili hladiny glukokortikoidů u skupiny myší a porovnali jejich hmotnost s hmotností kontrolní skupiny hlodavců.
Experiment odhalil, že myši s podporou glukokortikoidů získaly dvojnásobnou váhu než skupina kontrolních myší. Vědci zjistili, že to bylo způsobeno nejen produkcí nových tukových buněk, ale také růstem již existujících.
Trvalý stres může vést k přibývání na váze
Zjištění, říká Teruel, „[vysvětlují], proč jsou léčby glukokortikoidy, které jsou pro lidi s revmatoidní artritidou a astmatem často nezbytné, aby fungovaly, tak spojené s obezitou a [navrhují] způsoby, jak lze takové léčby bezpečně podávat bez častých vedlejších účinků přibývání na váze a úbytku kostní hmoty. “
Vedoucí výzkumný pracovník dále poznamenává, jak výzkum osvětluje proces stresového nárůstu tělesné hmotnosti u lidí, a také nabízí vodítka, jak jej ovládat.
"Ano, načasování tvého stresu záleží," říká. "Vzhledem k tomu, že k přeměně prekurzorových buněk na tukové buňky dochází pomocí bistabilního spínače, znamená to, že proces můžete ovládat pulzováním."
"Naše výsledky naznačují, že i když budete mít výrazný stres nebo budete léčit revmatoidní artritidu glukokortikoidy, nebudete přibírat na váze," pokračuje Teruel, "pokud se léčba stresem nebo glukokortikoidy děje pouze během dne."
"Pokud však trpíte chronickým nepřetržitým stresem nebo užíváte glukokortikoidy v noci, výsledná ztráta normálních cirkadiánních oscilací glukokortikoidů bude mít za následek významné zvýšení hmotnosti."
Mary Teruel
