Miksi stressi johtaa painonnousuun? Tutkimus valaisee
Uusi tutkimus, julkaistu lehdessä Solujen aineenvaihdunta, on saattanut löytää syyn, miksi krooninen altistuminen stressille liittyy niin läheisesti liikalihavuuteen. Vastaus on rasvasolujen ja stressihormonien ajoituksen välisessä suhteessa.
Kalifornian Stanfordin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun kemian ja systeemibiologian apulaisprofessori Mary Teruelin johtamia tutkijoita hämmästytti muuten luonnollinen - ja hyvin tunnettu - prosessi, jonka kautta kehomme tuottaa rasvasoluja.
Ihmiskehossa ns. Esiaste- tai esisolut - toisin sanoen erilaistumattoman ja täysin erilaistuneen kantasolun välitila - muuttuvat rasvasoluiksi, mikä johtaa painonnousuun.
Terve ihminen muuttaa enintään yhden prosentin edeltäjäsoluistaan rasvasoluiksi ja tekee niin, kun glukokortikoidiksi kutsuttujen hormonien laukaista.
Glukokortikoidit ovat luonnollisia steroidihormoneja, joita ihmiskeho tuottaa tulehduksen lievittämiseksi. Kuten Teruel ja hänen kollegansa selittävät paperissaan, ihmisen glukokortikoiditasot nousevat ja laskevat luonnollisesti päivän aikana, vuorokausirytmiemme säätelemän jakson.
Mutta näitä hormoneja voidaan myös lisätä ulkoisilla ärsykkeillä, kuten lyhytaikaisella tai pitkäaikaisella stressillä. Uuden tutkimuksen vanhempi tutkija piti tätä dynaamista kiehtovana.
"Miksi emme hukku rasvaan joka kerta, kun glukokortikoidipitoisuus nousee korkealle aamulla normaalin vuorokausirytmin takia tai kun glukokortikoidipitoisuutemme nousee kun liikumme tai menemme lämpimästä rakennuksesta kylmään?" Teruel kysyi itseltään.
"Ja miksi glukokortikoidien erityksen normaalin rytmin menettäminen - kuten kroonisen stressin, jet lagin ja vuorotyöntekijöiden unihäiriöiden yhteydessä - liittyy niin liikalihavuuteen?"
Tällaiset kysymykset saivat Teruelin ja hänen kollegansa aloittamaan uuden tutkimuksen.
Kuinka glukokortikoidit vaikuttavat rasvasoluihin?
Vastausten selvittämiseksi tutkijat suorittivat useita kokeita. Ensimmäisessä joukkue ui esiasteiden rasvasoluja glukokortikoidien cocktailissa "rytmihäiriöinä" 4 päivän ajan.
He laskivat, kuinka monta esisolua muuttui rasvasoluiksi, ja havaitsivat, että yksi 48 tunnin pituinen hormonipulssi sai useimmat solut muuttumaan rasvasoluiksi, kun taas lyhyemmät pulssit johtivat minimaaliseen solujen erilaistumiseen.
Teruel ja hänen kollegansa halusivat syventyä syvemmälle, joten lähentivät molekyylimekanismeja, joiden avulla esisolut voivat "kertoa" milloin muuttua rasvasoluiksi. Tutkijat olivat kiinnostuneita siitä, mikä saa esisolut jättämään huomiotta lyhyet pulssit, mutta reagoivat pidempiin.
Salaisuuden ratkaisemiseksi he käyttivät yksisoluista elävää kuvantamista seuraamaan sellaisen proteiinin aktiivisuutta, jonka tiedetään korreloivan rasvasolun erilaistumisen ja kypsyyden kanssa: PPAR-gamma (PPARG).
Tämän proteiinin seuraaminen tuhansissa soluissa useiden päivien aikana ja tietokonemallinnus paljasti, että on olemassa kahden tyyppistä palautetta, jotka auttavat esisoluja jättämään huomiotta glukokortikoidien normaalin vuorokausisyklin ja suodattamaan vain pitkät hormonaaliset pulssit.
Kirjoittajat kirjoittavat erityisesti: "tämä vuorokausisuodatus vaatii nopeaa ja hidasta positiivista palautetta PPARG: lle." Aikaisemman tutkimuksensa pohjalta tutkijat löysivät myös muita proteiineja, jotka välittävät 34 tunnin palautesilmukan, jonka avulla PPARG voi jatkaa kertymistä ja johtaa enemmän rasvasoluihin.
"Nyt tiedämme vuorokausikoodin, joka ohjaa kytkintä, ja olemme tunnistaneet mukana olevat avainmolekyylit", Teruel sanoo.
Lopuksi tutkijoiden oli testattava, toimiiko tämä vasta tunnistettu vuorokausikoodi samalla tavalla nisäkkäissä. Joten 21 päivän aikana he nostivat glukokortikoiditasoja hiiriryhmässä ja vertailivat painoaan jyrsijöiden kontrolliryhmän painoon.
Koe paljasti, että glukokortikoidilla tehostetut hiiret saivat kaksinkertaisen painon kontrollihiirien ryhmänä. Tutkijoiden mukaan tämä johtui paitsi uusien rasvasolujen tuotannosta myös jo olemassa olevien solujen kasvusta.
Jatkuva stressi voi johtaa painonnousuun
Tulokset, Teruel sanoo, "[selitä] miksi glukokortikoidilääkkeet, jotka ovat usein välttämättömiä nivelreumaa ja astmaa sairastaville ihmisille, jotta ne toimisivat jopa, liittyvät niin liikalihavuuteen ja [ehdottavat] tapoja, joilla tällaisia hoitoja voidaan antaa turvallisesti ilman painonnousun ja luukadon yleisiä sivuvaikutuksia. "
Lisäksi vanhempi tutkija huomauttaa, kuinka tutkimus valaisee stressin aiheuttaman painonnousun prosessia ihmisissä sekä tarjoaa vihjeitä sen hallitsemiseksi.
"Kyllä, stressisi ajoituksella on merkitystä", hän sanoo. "Koska [edeltäjäsolujen muuntuminen rasvasoluiksi tapahtuu bistabiililla kytkimellä, se tarkoittaa, että voit hallita prosessia pulsseilla."
"Tuloksemme viittaavat siihen, että vaikka olisit merkittävästi stressaantunut tai hoidat nivelreumaa glukokortikoideilla, et laihdu", jatkaa Teruel, "kunhan stressi tai glukokortikoidihoito tapahtuu vain päivällä.
"Mutta jos koet kroonista, jatkuvaa stressiä tai otat glukokortikoideja yöllä, normaalien vuorokausittaisten glukokortikoidien värähtelyjen menetys johtaa merkittävään painonnousuun."
Mary Teruel
