Fight-or-flight: Onko luillamme merkitystä?
Adrenaliini ja kortisoli ohjaavat taistelu- tai lentomatkustustamme. Tai niin ajattelimme tähän asti. Uusi tutkimus osoittaa sormella luumolekyyliä osteokalsiinia olevan keskeinen toimija tässä selviytymismekanismissa.
Akuutti stressivaste tai taistelu tai pako -vaste on selviytymismekanismi, jonka avulla eläimet voivat reagoida nopeasti uhkaaviin tilanteisiin.
Ihmisillä tuttu adrenaliinihuuhtelu liittyy vaaran tunteeseen. Valmistaudumme torjumaan välittömän uhan tai pakenemaan siitä, ennen kuin ruumiimme ja mielemme rauhoittuvat ja palaavat lepotilaan.
Fysiologisella tasolla akuutti stressivaste näkee sympaattisen hermoston lähettävän signaalin lisämunuaisiin, jotka vapauttavat vastauksena adrenaliinia ja kortisolia. Kehon lämpötilan nousu, veren helposti saatavan energian lisääntyminen glukoosin muodossa sekä nopeammat sydämenlyönnit ja hengitykset seuraavat tätä.
Kysymyksiä prosessin tärkeimmistä vetureista on kuitenkin edelleen.
Lehden lehdessä Solujen aineenvaihduntaGerard Karsenty, professori New Yorkin Columbian yliopiston Irving Medical Centerin genetiikan ja kehityksen laitokselta, kertoo, että glukokortikoidihormonit, kuten kortisoli, ovat hitaasti vaikuttavia ja "tarvitsevat tunteja fysiologisten prosessien säätämiseen, mikä näyttää olevan ristiriidassa välittömän vastauksen tarpeen kanssa. "
Tohtori Karsenty ja hänen kollegansa paljastavat yllättävän uuden pelaajan akuutin stressivasteen säätelyssä.
Stressivaste ei ole mahdollista ilman luita
Uuden tutkimuksen takana olevalla tutkimusryhmällä on pitkäaikainen kiinnostus luun rooliin kehossamme. Kun ajatellaan olevan vain rakenne, joka pitää meidät pystyssä, tohtori Karsentyn tutkimus osoittaa, että luusta vapautuvilla molekyyleillä on kauaskantoisia vaikutuksia sellaisiin elimiin kuin aivomme, lihaksemme ja suolistomme.
"Näkymä luista vain kalkkeutuneiden putkien kokoonpanona on syvään juurtunut biolääketieteelliseen kulttuuriin", hän selittää.
Erityisen mielenkiintoista on luuperäinen hormoni osteokalsiini, jonka tutkijat ovat osallistuneet useisiin fysiologisiin prosesseihin, kuten insuliinin eritykseen, aivotoimintaan ja miesten hedelmällisyyteen.
Mutta missä akuutti stressivaste sopii tähän kuvaan?
"Jos luulet luun olevan jotain, joka kehittyi suojelemaan organismia vaaroilta - kallo suojaa aivoja traumalta, luuranko antaa selkärankaisten paeta saalistajilta, ja jopa korvan luut varoittavat meitä lähestymästä vaaraa - hormonaalisia toimintoja osteokalsiinilla alkaa olla järkeä ”, Karsenty huomauttaa.
Tutkimusta varten joukkue mitasi osteokalsiinipitoisuuksia hiirissä, jotka altistettiin stressaaville laboratorio-olosuhteille. He mittaivat myös 20 vapaaehtoisen ihmisen osteokalsiinipitoisuudet ennen ja 30 minuutin kuluttua 10 minuutin julkisesta puhumisesta ja ristikokeista.
Kaikissa tapauksissa tutkijat havaitsivat osteokalsiinipitoisuuden nousun, mutta eivät muiden luuperäisten hormonien tasoissa.
Erityisesti hiirillä työryhmä havaitsi nopean nousun osteokalsiinipitoisuuksissa, joka saavutti huippunsa 2,5 minuutin kuluttua, kun tutkijat altistivat eläimet ketun virtsaan.
Kun työryhmä altisti stressigeenille geneettisesti muokatut hiiret, jotka eivät kyenneet tuottamaan osteokalsiinia, he eivät nähneet akuutin stressivasteen fysiologisia merkkejä.
"Luisilla selkärankaisilla akuutti stressivaste ei ole mahdollinen ilman osteokalsiinia", Karsenty kommentoi havaintojaan.
Entä jättää adrenaliini ja kortisoli?
Ihmiset, joilla on Addisonin tauti, joka on tila, jossa lisämunuaiset eivät toimi kunnolla, voivat reagoida stressitilanteisiin akuutilla stressivasteella huolimatta siitä, että lisämunuaishormonit ovat alhaisemmat.
Lisäkokeissa tutkimusryhmä tutki hiiriä, joiden lisämunuaiset oli kirurgisesti poistettu ja jotka eivät siten pystyneet tuottamaan kortisolia ja adrenaliinia. Nämä eläimet pystyivät edelleen saamaan aikaan akuutin stressivasteen joutuessaan stressitekijään.
Tämä voi johtua näiden eläinten suuremmasta osteokalsiinipitoisuudesta, tutkijat ehdottavat.
He testasivat tämän hypoteesin käyttämällä hiiriä, joilla ei ollut lisämunuaisia, joita tutkijat olivat muuntaneet edelleen geneettisesti niin, että eläimet eivät kyenneet tuottamaan suuria määriä osteokalsiinia. Ilman tätä kykyä eläimet eivät pystyneet saamaan aikaan akuuttia stressivastetta, kun tutkijat altistivat heidät stressitekijälle.
Nämä tulokset tarkoittavat, että osteokalsiini voi suoraan johtaa akuuttiin stressivasteeseen, jopa ilman adrenaliinia ja kortisolia.
Todellakin, kun tutkijat ruiskuttivat hormonia hiiriin ilman stressitekijää, he näkivät "huomattavasti lisääntyneen sykkeen, energiankulutuksen ja hapenkulutuksen hiirissä", kuten he selittävät paperissa.
"Se muuttaa täysin sitä, miten ajattelemme kuinka akuutit stressivasteet tapahtuvat", tohtori Karsenty kommentoi tutkimuksensa tuloksia.
"Vaikka tämä ei todellakaan sulje pois sitä, että glukokortikoidihormonit voivat osallistua jossain määrin akuuttiin stressivasteeseen, se viittaa mahdollisuuteen, että muita hormoneja […] voisi olla mukana."
Tohtori Karsenty
Tiimi kuitenkin huomauttaa, että heidän tutkimuksellaan on rajoituksia. He eivät ole osoittaneet tarkalleen, kuinka osteokalsiini voi tuottaa esimerkiksi akuutin stressivasteen tunnusomaisia fysiologisia merkkejä.
Jatkotutkimuksia tarvitaan reittien yksityiskohtien selvittämiseksi tarkemmin. Tämä tutkimus kuitenkin korostaa, kuinka paljon on vielä löydettävissä kehon eri osien monimutkaisesta vuorovaikutuksesta.
