Чому стрес призводить до набору ваги? Кабінет проливає світло
Нове дослідження, опубліковане в журналі Клітинний метаболізм, можливо, знайшли причину, чому хронічний вплив стресу настільки тісно пов'язаний з ожирінням. Відповідь полягає у взаємозв'язку між жировими клітинами та термінами дії гормонів стресу.
Дослідники під керівництвом Мері Теруель, доцента кафедри хімічної та системної біології Медичної школи Стенфордського університету в Каліфорнії, були здивовані інакше природним - і добре відомим - процесом, завдяки якому наше тіло виробляє жирові клітини.
В організмі людини так звані клітини-попередники або попередники - тобто проміжний стан між недиференційованою стовбуровою клітиною і повністю диференційованою - перетворюються на жирові клітини, що призводить до збільшення ваги.
Здорова людина перетворює не більше 1 відсотка своїх клітин-попередників у жирові клітини, і це робить, коли їх спрацьовують гормони, які називаються глюкокортикоїдами.
Глюкокортикоїди - це природні стероїдні гормони, що виробляються організмом людини для полегшення запалення. Як пояснюють у своїй роботі Теруель та його колеги, рівень глюкокортикоїдів у людини природно зростає та падає протягом дня - цикл, регульований циркадними ритмами.
Але ці гормони можуть також посилюватися зовнішніми подразниками, такими як короткочасний або тривалий стрес. Однак старший дослідник нового дослідження знайшов цю динаміку інтригуючою.
"Чому б нам не потонути в жирі щоразу, коли рівень глюкокортикоїдів вранці підвищується через нормальний циркадний ритм або коли рівень глюкокортикоїдів підскакує, коли ми робимо вправи або переходимо з теплої будівлі на холод?" - запитала себе Теруель.
"І чому втрата нормального ритму секреції глюкокортикоїдів - наприклад, в умовах хронічного стресу, відставання струменя та порушення сну у працівників зміни - так пов'язана з ожирінням?"
Такі запитання спонукали Теруель та її колег взятися за нове дослідження.
Як глюкокортикоїди впливають на жирові клітини?
Щоб знайти відповіді, вчені провели кілька експериментів. У першому, команда купала попередники жирових клітин у коктейлі з глюкокортикоїдів у «ритмічних імпульсах» протягом 4 днів.
Вони підрахували, скільки клітин-попередників перетворилися на жирові клітини, і виявили, що один 48-годинний імпульс гормонів змушує більшість клітин перетворюватися на жирові клітини, тоді як коротші імпульси призводять до мінімальної диференціації клітин.
Теруель та його колеги хотіли глибше заглибитися, тому вони наблизили молекулярні механізми, за допомогою яких клітини-попередники можуть "підказувати", коли перетворюватися на жирові клітини. Вчені були зацікавлені тим, що змушує клітини-попередники ігнорувати короткі імпульси, але реагувати на довші.
Щоб розгадати таємницю, вони використовували одноклітинні живі візуалізації для відстеження активності білка, який, як відомо, корелює з диференціацією та зрілістю жирової клітини: PPAR-гамма (PPARG).
Відстеження цього білка в тисячах клітин протягом декількох днів та використання комп’ютерного моделювання показало, що існує два типи зворотного зв’язку, які допомагають клітинам-попередникам ігнорувати нормальний циркадний цикл глюкокортикоїдів та фільтрувати лише тривалі гормональні імпульси.
Зокрема, автори пишуть, "ця циркадна фільтрація вимагає швидкого і повільного позитивного зворотного зв'язку з PPARG". Спираючись на свої попередні дослідження, вчені також виявили інші білки, які опосередковують 34-годинний цикл зворотного зв'язку, що дозволяє PPARG продовжувати накопичуватись, що призводить до збільшення кількості жирових клітин.
"Тепер ми знаємо циркадний код, який керує перемикачем, і ми визначили ключові молекули, які беруть участь", - говорить Теруель.
Нарешті, вченим довелося перевірити, чи спрацьовував цей нещодавно визначений циркадний код у ссавців однаково. Отже, протягом 21 дня вони підвищили рівень глюкокортикоїдів у групі мишей та порівняли їх вагу з вагою контрольної групи гризунів.
Експеримент показав, що миші з посиленим глюкокортикоїдами набирали ваги вдвічі більше, ніж у групи контрольних мишей. Це, як виявили вчені, було пов’язане не тільки з виробленням нових жирових клітин, а й із зростанням вже існуючих.
Постійний стрес може призвести до збільшення ваги
Висновки, - каже Теруель, - [[поясніть], чому лікування глюкокортикоїдними препаратами, які часто необхідні для того, щоб люди з ревматоїдним артритом та астмою навіть функціонували, настільки пов’язане з ожирінням, і [пропонують] способи безпечного проведення таких процедур без загальних побічних ефектів збільшення ваги та втрати кісткової маси ".
Крім того, старший дослідник зазначає, як дослідження висвітлює процес набору ваги у людей, спричиненого стресом, а також пропонує підказки, як це контролювати.
"Так, час вашого стресу має значення", - каже вона. "Оскільки [перетворення] клітин-попередників у жирові клітини відбувається за допомогою бістабільного перемикача, це означає, що ви можете керувати процесом за допомогою пульсації".
«Наші результати свідчать про те, що навіть якщо ви відчуваєте значний стрес або лікуєте свій ревматоїдний артрит глюкокортикоїдами, ви не наберете вагу, - продовжує Теруель, - поки стрес або лікування глюкокортикоїдами відбувається лише протягом дня.
"Але якщо ви відчуваєте хронічний, постійний стрес або приймаєте глюкокортикоїди вночі, наслідком втрати нормальних циркадних коливань глюкокортикоїдів буде значний приріст ваги".
Мері Теруель
