Почему стресс приводит к увеличению веса? Кабинет проливает свет
Новое исследование, опубликованное в журнале Клеточный метаболизм, возможно, нашли причину, по которой хроническое воздействие стресса так тесно связано с ожирением. Ответ кроется во взаимосвязи между жировыми клетками и временем выработки гормонов стресса.
Исследователи под руководством Мэри Теруэл, доцента химической и системной биологии медицинского факультета Стэнфордского университета в Калифорнии, были озадачены в остальном естественным - и хорошо известным - процессом, посредством которого наше тело производит жировые клетки.
В организме человека так называемые клетки-предшественники или клетки-предшественники - то есть промежуточное состояние между недифференцированной стволовой клеткой и полностью дифференцированной - превращаются в жировые клетки, что приводит к увеличению веса.
Здоровый человек превращает не более 1 процента своих клеток-предшественников в жировые клетки, и делает это под действием гормонов, называемых глюкокортикоидами.
Глюкокортикоиды - это естественные стероидные гормоны, вырабатываемые человеческим организмом для облегчения воспаления. Как объясняют Теруэль и его коллеги в своей статье, уровень глюкокортикоидов у человека естественным образом повышается и понижается в течение дня, и этот цикл регулируется нашими циркадными ритмами.
Но эти гормоны также могут усиливаться внешними раздражителями, такими как краткосрочный или долгосрочный стресс. Однако старший исследователь нового исследования нашел эту динамику интригующей.
«Почему мы не тонем в жире каждый раз, когда уровень глюкокортикоидов повышается утром из-за нормальных циркадных ритмов или когда уровень глюкокортикоидов резко возрастает, когда мы тренируемся или выходим из теплого здания на холод?» - спросила себя Теруэль.
«И почему потеря нормального ритма секреции глюкокортикоидов - например, в условиях хронического стресса, смены часовых поясов и нарушения сна у сменных рабочих - так связана с ожирением?»
Такие вопросы побудили Теруэль и ее коллег приступить к новому исследованию.
Как глюкокортикоиды влияют на жировые клетки?
Чтобы узнать ответы, ученые провели несколько экспериментов. В первом эксперименте команда купала жировые клетки-предшественники в коктейле из глюкокортикоидов «ритмичными импульсами» в течение 4 дней.
Они подсчитали, сколько клеток-предшественников превратилось в жировые клетки, и обнаружили, что один 48-часовой импульс гормонов заставлял большинство клеток превращаться в жировые клетки, тогда как более короткие импульсы приводили к минимальной дифференцировке клеток.
Теруэль и его коллеги хотели погрузиться глубже, поэтому они сосредоточили внимание на молекулярных механизмах, с помощью которых клетки-предшественники могут «сказать», когда они должны превратиться в жировые клетки. Ученые были заинтригованы тем, что заставляет клетки-предшественники игнорировать короткие импульсы, но реагировать на более длинные.
Чтобы разгадать загадку, они использовали живую визуализацию отдельных клеток, чтобы отследить активность белка, который, как известно, коррелирует с дифференцировкой и зрелостью жировой клетки: PPAR-гамма (PPARG).
Отслеживание этого белка в тысячах клеток в течение нескольких дней и с помощью компьютерного моделирования показало, что существует два типа обратной связи, которые помогают клеткам-предшественникам игнорировать нормальный циркадный цикл глюкокортикоидов и отфильтровывать только длинные гормональные импульсы.
В частности, авторы пишут: «Эта циркадная фильтрация требует быстрой и медленной положительной обратной связи с PPARG». Основываясь на своих предыдущих исследованиях, ученые также обнаружили другие белки, которые обеспечивают 34-часовую петлю обратной связи, которая позволяет PPARG продолжать накапливаться, что приводит к увеличению количества жировых клеток.
«Теперь мы знаем циркадный код, который управляет переключением, и определили ключевые молекулы, которые участвуют в этом», - говорит Теруэль.
Наконец, ученым пришлось проверить, работает ли этот недавно идентифицированный циркадный код таким же образом у млекопитающих. Таким образом, в течение 21 дня они увеличили уровень глюкокортикоидов в группе мышей и сравнили их вес с весом контрольной группы грызунов.
Эксперимент показал, что мыши, получавшие бустер-глюкокортикоиды, прибавили в весе вдвое больше, чем группа контрольных мышей. Ученые выяснили, что это связано не только с производством новых жировых клеток, но и с ростом уже существующих.
Постоянный стресс может привести к увеличению веса
Полученные данные, говорит Теруэль, «[объясняют], почему лечение глюкокортикоидными препаратами, которые часто необходимы для нормального функционирования людей с ревматоидным артритом и астмой, так связаны с ожирением, и [предлагают] способы безопасного проведения такого лечения. без общих побочных эффектов увеличения веса и потери костной массы ».
Кроме того, старший научный сотрудник отмечает, как исследование освещает процесс увеличения веса, вызванного стрессом, у людей, а также предлагает подсказки, как его контролировать.
«Да, время вашего стресса имеет значение, - говорит она. «Поскольку преобразование клеток-предшественников в жировые клетки происходит с помощью бистабильного переключателя, это означает, что вы можете контролировать процесс с помощью пульсации».
«Наши результаты показывают, что даже если вы подвергнетесь значительному стрессу или лечите ревматоидный артрит с помощью глюкокортикоидов, вы не наберете вес, - продолжает Теруэль, - если стресс или лечение глюкокортикоидами происходит только в течение дня.
«Но если вы испытываете хронический постоянный стресс или принимаете глюкокортикоиды в ночное время, потеря нормальных суточных колебаний глюкокортикоидов приведет к значительному увеличению веса».
Мэри Теруэль
