Бій або політ: чи відіграють роль наші кістки?
Адреналін і кортизол обумовлюють нашу реакцію боротьби або втечі. Або так ми думали дотепер. Нове дослідження вказує пальцем на кісткову молекулу остеокальцину як на головного гравця в цьому механізмі виживання.
Реакція на гострий стрес або реакція бій або втеча - це механізм виживання, який дозволяє тваринам швидко реагувати на загрозливі ситуації.
У людей знайомий прилив адреналіну супроводжує відчуття небезпеки. Ми готуємось боротися з безпосередньою загрозою або врятуватися від неї до того, як наше тіло і розум заспокояться і повернуться до стану спокою.
На фізіологічному рівні реакція на гострий стрес бачить, як симпатична нервова система посилає сигнал наднирковим залозам, які у відповідь вивільняють адреналін та кортизол. Підвищення температури тіла, збільшення легкодоступної енергії в крові у вигляді глюкози, а також прискорене серцебиття та дихання.
Однак залишаються питання щодо основних рушіїв процесу.
У статті в журналі Клітинний метаболізм, Доктор Джерард Карсенті, професор кафедри генетики та розвитку Медичного центру Ірвінга Колумбійського університету в Нью-Йорку, пояснює, що глюкокортикоїдні гормони, такі як кортизол, діють повільно, і "їм потрібні години для регулювання фізіологічних процесів, що здається несумісним з необхідністю негайної реакції ".
Доктор Карсенті та його колеги розкривають нового дивовижного гравця у регулюванні реакції на гострий стрес.
Реакція на стрес «неможлива» без кістки
Дослідницька група, яка стоїть за цим новим дослідженням, давно цікавиться роллю, яку відіграє кістка в нашому тілі. Одного разу, вважаючи лише структурою, яка тримає нас у вертикальному положенні, дослідження доктора Карсенті показують, що молекули, що виділяються з кісток, мають далекосяжний вплив на такі органи, як наш мозок, м’язи та кишечник.
"Погляд на кістки як на лише збір кальцинованих трубок глибоко закріпився в нашій біомедичній культурі", - пояснює він.
Особливий інтерес представляє кістковий гормон остеокальцин, який дослідники залучили до ряду фізіологічних процесів, таких як секреція інсуліну, робота мозку та фертильність чоловіків.
Але де гостра реакція на стрес вписується в цю картину?
«Якщо ви думаєте про кістку як про щось, що еволюціонувало для захисту організму від небезпеки - череп захищає мозок від травм, скелет дозволяє хребетним рятуватися від хижаків, і навіть кістки у вусі попереджають нас про наближення небезпеки - гормональні функції остеокальцин починає мати сенс », - зазначає Карсенті.
Для свого дослідження група вимірювала рівень остеокальцину у мишей, які зазнали стресових лабораторних умов. Вони також виміряли рівень остеокальцину у 20 добровольців-людей до та через 30 хвилин після 10-хвилинного публічного виступу та перехресного опитування.
У всіх випадках дослідники спостерігали підвищення рівня остеокальцину, але не рівня інших гормонів, отриманих з кісток.
Зокрема, у мишей команда виявила швидкий стрибок рівня остеокальцину, який досяг свого піку через 2,5 хвилини, коли дослідники піддали тварин впливу компоненту сечі лисиці.
Коли команда піддавала генно-інженерних мишей, які не змогли продукувати остеокальцин, стресору, вони не бачили фізіологічних ознак реакції на гострий стрес.
"У кісткових хребетних гостра реакція на стрес неможлива без остеокальцину", - коментує свої висновки Карсенті.
А як щодо залишення адреналіну та кортизолу?
Люди, які страждають на хворобу Аддісона, яка є станом, при якому наднирники не працюють належним чином, можуть реагувати на стресові ситуації гострою реакцією на стрес, незважаючи на нижчий рівень гормонів надниркових залоз.
У подальших експериментах дослідницька група розглядала мишей, яким хірургічно видаляли наднирники і, таким чином, не могли виробляти кортизол та адреналін. Ці тварини все ще могли реагувати на гостру реакцію на стрес, стикаючись зі стресором.
Це може бути пов'язано з більш високим рівнем остеокальцину у цих тварин, припускають дослідники.
Вони перевірили цю гіпотезу, використовуючи мишей без надниркових залоз, яких вчені генетично модифікували далі, так що тварини не могли виробляти високий рівень остеокальцину. Без цієї здатності тварини не змогли реагувати на гостру реакцію на стрес, коли дослідники піддавали їх стресору.
Ці результати свідчать про те, що остеокальцин може безпосередньо керувати гострою реакцією на стрес, навіть за відсутності адреналіну та кортизолу.
Дійсно, коли дослідники вводили гормон мишам за відсутності стресового фактору, вони побачили "значно збільшений пульс, витрати енергії та споживання кисню у [мишей]", як вони пояснюють у статті.
"Це повністю змінює наше мислення про те, як виникають реакції на гострий стрес", - коментує доктор Карсенті результати свого дослідження.
"Хоча це, безумовно, не виключає, що глюкокортикоїдні гормони можуть бути причетні до певної якості у реакції на гострий стрес, це наводить на думку про можливість участі інших гормонів [...]".
Доктор Карсенті
Однак команда зазначає, що їх дослідження має обмеження. Вони точно не показали, як остеокальцин може виробляти відмінні фізіологічні ознаки гострої реакції на стрес, наприклад.
Потрібні подальші дослідження, щоб більш детально визначити деталі шляхів. Однак це дослідження підкреслює, скільки ще слід відкрити для складної взаємодії між нашими різними частинами тіла.
