Azt, hogy a stressz súlygyarapodáshoz vezet, sokan ismerhetik, de új kutatások megmutatják, hogy ez miért és hogyan történik.
Mary Teruel, a kaliforniai Stanford Egyetem Orvostudományi Karának kémia és rendszerbiológia adjunktusa által vezetett kutatókat megzavarta egy egyébként természetes és megszokott folyamat, amelynek során testünk sejteket termel.
Az emberi testben az úgynevezett prekurzor vagy progenitor sejtek, vagyis a differenciálatlan őssejt és a teljesen differenciálódott közbülső állapot zsírsejtekké alakulnak, ami súlygyarapodáshoz vezet.
Egy egészséges ember nem alakítja át prekurzorsejtjeinek több mint 1 százalékát zsírsejtekké, és ezt akkor teszi meg, ha a glükokortikoidoknak nevezett hormonok kiváltják.
A glükokortikoidok természetes szteroid hormonok, amelyeket az emberi test állít elő a gyulladás enyhítésére. Amint Teruel és munkatársai cikkükben kifejtik, az ember glükokortikoid szintje természetesen emelkedik és csökken egész nap, ezt a ciklust a cirkadián ritmusaink szabályozzák.
De ezeket a hormonokat külső ingerek is fellendíthetik, például rövid vagy hosszú távú stressz. Az új kutatás vezető kutatója azonban érdekesnek találta ezt a dinamikát.
"Miért nem fulladunk el zsírban minden alkalommal, amikor a glükokortikoid szintje emelkedik reggel a normál cirkadián ritmus miatt, vagy amikor a glükokortikoid szintünk emelkedik, amikor edzünk, vagy meleg épületből hidegbe megyünk?" - kérdezte magától Teruel.
"És miért veszíti el a glükokortikoid szekréció normális ritmusát, mint például a krónikus stressz, a jet lag és a váltott műszakban dolgozók alvászavarai, amelyek olyan szorosan összefüggenek az elhízással?"
Az ilyen kérdések arra késztették Teruelet és kollégáit, hogy megkezdjék az új vizsgálatot.
Hogyan befolyásolják a glükokortikoidok a zsírsejteket?
A válaszok felfedezéséhez a tudósok különféle kísérleteket hajtottak végre. Az első, a csapat 4 napos időtartam alatt "ritmikus impulzusokban" glükokortikoidok koktéljában fürdette a prekurzor zsírsejteket.
Megszámolták, hogy hány progenitor sejt vált zsírsejtekké, és megállapították, hogy egy 48 órás hormonimpulzus miatt a legtöbb sejt zsírsejtekké változott, míg a rövidebb impulzusok minimális sejtdifferenciálódást eredményeztek.
Teruel és munkatársai mélyebbre akartak ásni, ezért kibővítették azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyek révén az őssejtek "meg tudják mondani", ha zsírsejtekké válnak. A tudósokat érdekelte, mi okozza az őssejteket, hogy figyelmen kívül hagyják a rövid impulzusokat, de hosszabbakra reagálnak.
A rejtély feloldására az egyes sejtek élő képalkotását alkalmazták egy olyan fehérje aktivitásának nyomon követésére, amelyről ismert, hogy összefügg a zsírsejt differenciálódásával és érettségével: PPAR-gamma (PPARG).
Ennek a fehérjének a nyomon követése több ezer sejtben több nap alatt, és számítógépes modellezés segítségével kiderült, hogy kétféle visszacsatolás létezik, amelyek segítik az őssejteket a glükokortikoidok normál cirkadián ciklusának megkerülésében és csak a hosszú hormonális impulzusok kiszűrésében.
A szerzők konkrétan azt írják, hogy "ez a cirkadián szűrés gyors és lassú pozitív visszajelzést igényel a PPARG számára". Korábbi kutatásaik alapján a tudósok más fehérjéket is találtak, amelyek egy 34 órás visszacsatolási ciklust közvetítenek, amely lehetővé teszi a PPARG további felhalmozódását, ami több zsírsejthez vezet.
"Most már ismerjük a kapcsolót vezérlő cirkadián kódot, és meghatároztuk az érintett kulcsmolekulákat" - mondja Teruel.
Végül a tudósoknak meg kellett vizsgálniuk, hogy ez az újonnan azonosított cirkadián kód ugyanúgy működik-e az emlősöknél. Ezután 21 nap alatt egerek csoportjában megnövelték a glükokortikoid szintet, és súlyukat összehasonlították a rágcsálók kontrollcsoportjának súlyával.
A kísérletből kiderült, hogy a glükokortikoidokkal stimulált egerek kétszer nagyobbak, mint a kontroll egerek súlya. Ez a tudósok szerint nemcsak az új zsírsejtek termelésének, hanem a meglévők növekedésének is köszönhető.
A folyamatos stressz súlygyarapodáshoz vezethet
A megállapítások Teruel szerint „[elmagyarázzák], hogy a glükokortikoid kezelések, amelyek gyakran nélkülözhetetlenek a reumás ízületi gyulladásban szenvedőknél, sőt az asztmában szenvedőknél is, olyan szorosan kapcsolódnak az elhízáshoz, és [javasolják], hogy az ilyen kezelések biztonságosan alkalmazhatók-e. a súlygyarapodás és a csontvesztés gyakori mellékhatásai nélkül ".
Ezenkívül a vezető kutató megvizsgálja, hogy a kutatás miként világítja meg a stressz okozta súlygyarapodás folyamatát az emberekben, valamint nyomokat kínál arra, hogyan lehet ezt szabályozni.
"Igen, a stressz időzítése számít" - mondja. "Mivel a prekurzor sejtek zsírsejtekké történő átalakítása flip-flop kapcsolóval történik, ez azt jelenti, hogy a folyamatot a gomb megnyomásával vezérelheti".
"Eredményeink azt sugallják, hogy még ha jelentősen stresszel is jár, vagy ha glükokortikoidokkal kezeli a reumás ízületi gyulladást, nem fog hízni - folytatja Teruel - mindaddig, amíg a stressz vagy glükokortikoid kezelés csak napközben következik be.".
"De ha folyamatos krónikus stresszt tapasztal vagy éjszaka glükokortikoidokat szed, akkor a normális cirkadián glükokortikoid oszcillációk elvesztése jelentős súlygyarapodást eredményez." - Mary Teruel