Dieet, kehakell, hormoonid ja ainevahetus: mis on see seos?
Hiirte abil on teadlased esimest korda paljastanud, kuidas stressihormoonid kontrollivad 24-tunnise tsükli jooksul rasva ja suhkru taset. Lisaks on nad näidanud, et kõrge kalorsusega dieet võib muuta metaboolsete tsüklite ajalist tundlikkust.
Uus uuring, mida juhivad teadlased Helmholtz Zentrum Münchenist ja Saksamaa diabeediuuringute keskusest (DZD), mis asub ka Saksamaal Münchenis, aitab selgitada stresshormoonide rütmilist olemust, mille tase tõuseb enne ärkamist ja toitmist ning langeb une ajal paastumine.
Leiud selgitavad ka seda, kuidas see hormonaalne tsükkel on seotud igapäevase režiimiga, mida maks järgib suhkru ja rasva säilitamisel ja vabastamisel.
Hiljutine Molekulaarne rakk Selles artiklis kirjeldatakse, kuidas teadlased neid avastusi tegid, uurides glükokortikoidide aktiivsust hiirte maksas.
Kuna glükokortikoidiretseptorid on ka põletikuvastaste sünteetiliste steroidide sihtmärgiks, võivad tulemused viidata sellele, et glükokortikoidravimitel võib olla erinev mõju nii rasvumisega kui ka ilma rasvumiseta.
Stresshormoonid saavutavad haripunkti ja langevad
Neerupealised vabastavad glükokortikoidhormoone hommikul aju kellaga seotud signaalide kontrolli all.
Bioloogiline kell, mis asub igas keharakus, aitab reguleerida hormooni vabanemise igapäevast ajastust. Päikesevalgus ja elustiili mõjutavad faktorid aitavad bioloogilist kella sünkroonis hoida.
Näärmed vabastavad hormoonid ka vastusena stressile, mistõttu neid nimetatakse ka stresshormoonideks.
Stressihormoonid saavutavad enne ärkamist haripunkti, aidates kehal valmistuda päeva toiminguteks, saades energiat rasva- ja suhkrutaseme tõusust.
Kuid bioloogiliste kellade katkemine - näiteks vahetustega tööl või jetlagi kaudu - võib ainevahetust suuresti häirida ja aidata kaasa seotud häiretele, nagu II tüüpi diabeet, rasvumine ja rasvmaks.
Glükokortikoidravimid ja seisund, mida nimetatakse Cushingi sündroomiks, mis mõlemad tõstavad glükokortikoidide taset, võivad avaldada sama efekti.
Uuring keskendus glükokortikoidiretseptoritele
Uue uuringu eesmärk oli mõista seost igapäevase stressihormooni tõusu, bioloogilise kella ja metaboolsete tsüklite vahel, keskendudes glükokortikoidiretseptoritele.
Glükokortikoidid reguleerivad arvukalt molekulaarseid protsesse funktsioonides, alates ainevahetusest ja immuunsusest kuni luu kasvu ja tunnetuseni.
Peaaegu igal keharakul on nende hormoonide retseptorid. Ilma sobiva retseptorita ei saa hormoon rakku siseneda ja seda mõjutada.
Uue uuringu jaoks uuris meeskond glükokortikoidide metaboolset aktiivsust hiirte maksades, hinnates nende sobiva retseptori omadusi.
Nad kasutasid 24-tunnise tsükli jooksul iga 4 tunni tagant hiire maksa glükokortikoidiretseptoritega juhtumise kaardistamiseks mitmesuguseid täiustatud tehnikaid.Nad kasutasid kahte hiirte rühma: üks rühm oli tavalisel dieedil ja teine rühm toideti rasvarikka dieediga.
Meeskond uuris üksikasjalikult ka seda, mis juhtus hiirte 24-tunnise maksa ainevahetusega glükokortikoidide sekretsiooni igapäevase kiirenemise tagajärjel.
Nende kasutatud meetodid võimaldasid neil näidata, et glükokortikoidide toime oli erinev, kui loomad paastusid une ajal ja kui nad toitusid ärkvel ja aktiivselt.
Stressihormoonid reguleerivad ööpäevaseid geene
Teadlased leidsid, et glükokortikoidiretseptor avaldas neid mõjusid tänu maksa tundlikule seondumisele maksarakkude genoomidega.
Lisaks näib, et retseptor ja seega ka sellega seotud stresshormoonid aitavad reguleerida peaaegu kõiki ööpäevaseid geene.
"[Glükokortikoidiretseptori] domineeriva rolli esiletõstmine ööpäevaste amplituudide sünkroniseerimisel," kirjutavad autorid, "leiame, et enamus võnkuvatest geenidest on seotud [glükokortikoidiretseptoriga] ja sõltuvad sellest."
Teadlased näitasid, et hiirte maks, millel puudus retseptor, ei kontrollinud rasva ja suhkru taset päeva ja öö järgi.
Meeskond soovitab, et leiud näitavad, kuidas maks kontrollib veres suhkru ja rasva taset päevasel ajal erinevalt öisest.
Järgmine katsete kogum näitas ka, et normaalkaalus ja rasvunud hiired reageerisid glükokortikoidravimile erinevalt.
Meeskond usub, et uuring on esimene, mis näitab, et dieet võib muuta hormoonide ja ravimite mõju ainevahetuskoele.
Teadlased viitavad sellele, et nende leiud aitavad teavitada tekkivat kronomeditsiini valdkonda, mis rõhutab bioloogilise kella rolli tervises ja haigustes.
"Võiksime kirjeldada uut seost elustiili, hormoonide ja füsioloogia vahel molekulaarsel tasemel, mis viitab sellele, et rasvunud inimesed võivad päevasele hormooni sekretsioonile või glükokortikoidravimitele reageerida erinevalt," ütleb vanema uuringu autor Nina Henriette Uhlenhaut, Helmholtz Zentrum Müncheni professor. .
"Mõistmine, kuidas glükokortikoidid kontrollivad maksa geeniaktiivsuse 24-tunniseid tsükleid ja sellest tulenevalt suhkru ja rasva sisaldust veres, annab uusi teadmisi kronomeditsiini ja ainevahetushaiguste tekkimise kohta."
Prof Nina Henriette Uhlenhaut
