Нови изследвания, публикувани в списанието, може да са открили причината, поради която хроничното излагане на стрес е толкова тясно свързано със затлъстяването. Отговорът е във връзката между мастните клетки и времето на хормоните на стреса.
Изследователите, ръководени от Мери Теруел, асистент по химична и системна биология в Катедрата по медицина в университета "Станфорд", са озадачени от иначе естествения и добре познат процес, чрез който тялото ни произвежда мастни клетки.
В човешкото тяло, т.нар. Прекурсор или прогениторни клетки – т.е. междинното състояние между недиференцирана стволова клетка и напълно диференцирано – се превръща в мастни клетки, което води до увеличаване на теглото.
Здравословно лице превръща не повече от 1% от техните прекурсорни клетки в мастни клетки и го прави, когато се задейства от хормони, наречени глюкокортикоиди.
Глюкокортикоидите са естествени стероидни хормони, произведени от човешкото тяло, за облекчаване на възпалението. Както Теруел и колеги обясняват в своя доклад, нивата на глюкокортикоидите на дадено лице естествено се повишават и падат през целия ден, цикъл, регулиран от нашите циркадиански ритми.
Но тези хормони могат да бъдат подпомогнати и от външни стимули, като краткосрочен или дългосрочен стрес. Старшият изследовател на новото изследване, обаче, открива това динамично интригуващо.
"Защо не удавяме мазнини всеки път, когато нивата на глюкокортикоидите се повишиха сутринта поради нормални циркадианни ритми или когато нивото на глюкокортикоидите скочи, когато упражняваме или излезем от топла сграда в студа?" – попита себе си Терюел.
"И защо губи нормалния ритъм на секреция на глюкокортикоиди – например в условия на хроничен стрес, закъснение на реактивните двигатели и прекъсване на съня при работещите в смени – толкова свързано със затлъстяването?"
Такива въпроси подтикнаха Теруел и колегите си да започнат ново проучване.
Как глюкокортикоидите засягат мастните клетки?
За да разберат отговорите, учените направиха няколко експеримента. В първия, екипът е изкъпал предшественик на мастните клетки в коктейл от глюкокортикоиди в "ритмични импулси" за период от 4 дни.
Те броят колко прогениторни клетки се превръщат в мастни клетки и установяват, че един 48-часов импулс от хормоните причинява повечето клетки да се превръщат в мастни клетки, докато по-късите импулси водят до минимална клетъчна диференциация.
Теруел и колегите му искаха да се задълбочат, така че те увеличиха молекулярните механизми, чрез които прогениторните клетки могат да "разберат" кога да се превърнат в мастни клетки. Учените са били заинтригувани относно това, което прави клетките на прогенитаторите да игнорират къси импулси, но да отговарят на по-дългите импулси.
За да разрешат мистерията, те използваха едноклетъчно живи изображения за проследяване на активността на протеин, за който е известно, че корелира с диференциацията и зрелостта на мастната клетка: PPAR-гама (PPARG).
Проследяването на този протеин в хиляди клетки в течение на няколко дни и използването на компютърно моделиране разкрива, че има два вида обратна връзка, които помагат на прогениторните клетки да пренебрегват нормалния циркадиен цикъл на глюкокортикоидите и да филтрират само дълги хормонални импулси.
По-конкретно, авторите пишат, "това циркадично филтриране изисква бърза и бавна положителна обратна връзка към PPARG". Въз основа на предишните си проучвания учените откриха и други протеини, които медиират 34-часова обратна връзка, която позволява на PPARG да продължи да се натрупва, което води до повече мастни клетки.
"Сега знаем циркадния код, който контролира комутатора, и ние идентифицирахме ключовите молекули, които са включени", казва Теруел.
И накрая, учените трябваше да проверят дали този новодействан циркадиан код работи по същия начин при бозайниците. Така че, в продължение на 21 дни, те повишават нивата на глюкокортикоиди в група мишки и сравняват теглото си с това на контролната група от гризачи.
Експериментът показва, че мишките, подсилени с глюкокортикоид, получават двойно тегло като група контролни мишки. Това, учените открили, се дължи не само на производството на нови мастни клетки, но и на растежа на вече съществуващите.
Непрекъснатият стрес може да доведе до увеличаване на теглото
"Те обясняват защо терапиите с глюкокортикоидни лекарства, които често са от съществено значение за хората с ревматоиден артрит и астма дори да функционират, са толкова свързани със затлъстяването и предлагат начини, по които такива лечения могат да бъдат дадени безопасно без често срещаните нежелани реакции от увеличаването на теглото и костната загуба. "
Освен това, старши изследовател отбелязва как изследването осветява процеса на натоварване, причинено от стреса, при хората, както и предлага улики за това как да се контролира.
"Да, времето на вашия стрес има значение", казва тя. "Тъй като [превръщането] на прекурсорните клетки в мастните клетки се осъществява чрез bistable switch, това означава, че можете да контролирате процеса с пулсиране."
"Резултатите ни показват, че дори ако сте силно натоварени или лекувате ревматоидния артрит с глюкокортикоиди, няма да спечелите тегло", продължава Теруел, "докато стреса или глюкокортикоидното лечение се случват само през деня.
Но ако имате хроничен, продължителен стрес или приемате глюкокортикоиди през нощта, загубата на нормални циркадиални глюкокортикоидни трептения ще доведе до значително увеличаване на теглото. "
Мери Теруел
