Diēta, ķermeņa pulkstenis, hormoni un vielmaiņa: kāda ir saite?
Izmantojot peles, zinātnieki pirmo reizi ir atklājuši, kā stresa hormoni 24 stundu ciklā kontrolē tauku un cukura līmeni. Turklāt viņi ir parādījuši, ka augsta kaloriju diēta var mainīt vielmaiņas ciklu laika jutīgumu.
Jaunais pētījums, kuru vadīja pētnieki no Helmholtz Zentrum München un Vācijas Diabēta pētījumu centra (DZD), kas arī Minhenē, Vācijā, palīdz izskaidrot stresa hormonu ritmisko raksturu, kuru līmenis pirms pamošanās un barošanās paaugstinās un miega laikā samazinās un badošanās.
Secinājumi arī paskaidro, kā šis hormonālais cikls ir saistīts ar ikdienas režīmu, ko aknas ievēro, uzglabājot un atbrīvojot cukuru un taukus.
Nesen Molekulārā šūna rakstā aprakstīts, kā pētnieki izdarīja šos atklājumus, pētot glikokortikoīdu aktivitāti peles aknās.
Tā kā glikokortikoīdu receptors ir arī pretiekaisuma sintētisko steroīdu mērķis, rezultāti liecina, ka glikokortikoīdu medikamentiem varētu būt atšķirīga ietekme uz cilvēkiem ar aptaukošanos un bez tās.
Stresa hormoni sasniedz maksimumu un samazinās
Virsnieri no rīta atbrīvo glikokortikoīdu hormonus, kontrolējot ar pulksteni saistītus signālus no smadzenēm.
Bioloģiskais pulkstenis, kas atrodas katrā ķermeņa šūnā, palīdz regulēt hormonu izdalīšanās ikdienas laiku. Saules gaisma un dzīvesveida faktori palīdz saglabāt bioloģiskā pulksteņa sinhronizāciju.
Dziedzeri arī atbrīvo hormonus, reaģējot uz stresu, tāpēc tos sauc arī par stresa hormoniem.
Stresa hormoni sasniedz maksimumu pirms pamošanās, palīdzot ķermenim sagatavoties dienas aktivitātēm, iegūstot enerģiju no paaugstināta tauku un cukura līmeņa.
Tomēr bioloģisko pulksteņu traucējumi, piemēram, no darba maiņām vai caur jetlag, var ievērojami izjaukt vielmaiņu un veicināt saistītus traucējumus, piemēram, 2. tipa cukura diabētu, aptaukošanos un tauku aknas.
Glikokortikoīdu medikamentiem un stāvoklim, ko sauc par Kušinga sindromu, kas abi paaugstina glikokortikoīdu līmeni, var būt tāda pati ietekme.
Pētījums koncentrējās uz glikokortikoīdu receptoriem
Jaunā pētījuma mērķis bija izprast saikni starp ikdienas stresa hormonu lēcieniem, bioloģisko pulksteni un vielmaiņas cikliem, koncentrējoties uz glikokortikoīdu receptoriem.
Glikokortikoīdi regulē daudzus molekulārus procesus, sākot no vielmaiņas un imunitātes līdz kaulu augšanai un izziņai.
Gandrīz katrā ķermeņa šūnā ir šo hormonu receptori. Bez atbilstoša receptora hormons nevar iekļūt šūnā un to ietekmēt.
Jaunajam pētījumam komanda pētīja glikokortikoīdu metabolisko aktivitāti peles aknās, novērtējot to atbilstošā receptora īpašības.
Viņi izmantoja virkni uzlabotu metožu, lai ik pēc 4 stundām 24 stundu cikla laikā kartētu, kas notika ar glikokortikoīdu receptoriem peles aknās. Viņi izmantoja divas peles: viena grupa uzturēja normālu diētu, bet otra - ar lielu tauku diētu.
Komanda arī detalizēti pārbaudīja, kas notika ar peles 24 stundu aknu metabolismu ikdienas glikokortikoīdu sekrēcijas pieauguma rezultātā.
Viņu izmantotās metodes ļāva viņiem pierādīt, ka glikokortikoīdu iedarbība bija atšķirīga, kad dzīvnieki gavēja badojoties miegā un kamēr barojās, būdami nomodā un aktīvi.
Stresa hormoni regulē diennakts gēnus
Pētnieki atklāja, ka glikokortikoīdu receptors šo efektu izmantoja, pateicoties laika jutīgai saistībai ar aknu šūnu genomiem.
Turklāt šķiet, ka receptors un līdz ar to saistītie stresa hormoni palīdz regulēt gandrīz visus diennakts gēnus.
"Izceļot dominējošo lomu [glikokortikoīdu receptoru] diennakts amplitūdu sinhronizācijā," raksta autori, "mēs atklājam, ka lielākā daļa svārstīgo gēnu ir saistīti un ir atkarīgi no [glikokortikoīdu receptora]."
Pētnieki parādīja, ka peles aknas, kurām trūka receptora, nekontrolēja tauku un cukura līmeni atbilstoši dienai un naktij.
Komanda iesaka secinājumiem atklāt, kā aknas dienas laikā atšķirīgi kontrolē cukura un tauku līmeni asinīs, salīdzinot ar nakti.
Nākamais eksperimentu kopums arī atklāja, ka peles ar normālu svaru un aptaukošanās reaģēja uz glikokortikoīdu zālēm atšķirīgi.
Komanda uzskata, ka pētījums ir pirmais, kas parāda, ka diēta var mainīt hormonu un zāļu iedarbību uz vielmaiņas audiem.
Pētnieki norāda, ka viņu atklājumi palīdzēs informēt topošo hronomedicīnas jomu, kurā uzsvērta bioloģiskā pulksteņa loma veselībā un slimībās.
"Mēs varētu aprakstīt jaunu saikni starp dzīvesveidu, hormoniem un fizioloģiju molekulārā līmenī, liekot domāt, ka cilvēki ar aptaukošanos var atšķirīgi reaģēt uz ikdienas hormonu sekrēciju vai uz glikokortikoīdu zālēm," saka vecākā pētījuma autore Nina Henriette Uhlenhaut, Helmholtz Zentrum München profesore .
"Izpratne par to, kā glikokortikoīdi kontrolē 24 stundu gēnu aktivitātes ciklus aknās un attiecīgi cukura un tauku līmeni asinīs, sniedz jaunu ieskatu hronomedicīnā un vielmaiņas slimību attīstībā."
Prof. Ņina Henriete Uhlenhaut
