Dijeta, tjelesni sat, hormoni i metabolizam: Koja je veza?
Koristeći miševe, znanstvenici su prvi put otkrili kako hormoni stresa kontroliraju razinu masti i šećera tijekom 24-satnog ciklusa. Osim toga, pokazali su da visokokalorična prehrana može promijeniti vremensku osjetljivost metaboličkih ciklusa.
Novo istraživanje, koje su vodili istraživači iz Helmholtz Zentrum Münchena i Njemačkog centra za istraživanje dijabetesa (DZD), također u Münchenu, u Njemačkoj, pomaže objasniti ritmičku prirodu hormona stresa, čija razina raste prije buđenja i hranjenja te opada tijekom spavanja i post.
Nalazi također pojašnjavaju kako se ovaj hormonalni ciklus povezuje sa dnevnom rutinom koju jetra slijedi pri skladištenju i oslobađanju šećera i masti.
Nedavno Molekularna stanica rad opisuje kako su istraživači došli do ovih otkrića istražujući glukokortikoidnu aktivnost u jetri miševa.
Budući da je glukokortikoidni receptor također meta protuupalnih sintetičkih steroida, rezultati sugeriraju da bi glukokortikoidni lijekovi mogli imati različite učinke na ljude sa i bez pretilosti.
Hormoni stresa dosežu vrhunac i opadaju
Nadbubrežne žlijezde ujutro oslobađaju glukokortikoidne hormone pod kontrolom signala povezanih sa satom iz mozga.
Biološki sat koji se nalazi u svakoj stanici tijela pomaže u reguliranju dnevnog vremena oslobađanja hormona. Sunčeva svjetlost i faktori načina života pomažu u usklađivanju biološkog sata.
Žlijezde također oslobađaju hormone kao odgovor na stres, zbog čega se nazivaju i hormonima stresa.
Hormoni stresa dosežu vrhunac prije buđenja, pomažući tijelu da se pripremi za dnevne aktivnosti dobivanjem energije od povišene razine masti i šećera.
Međutim, poremećaj bioloških satova - poput radne smjene ili jetlaga - može uvelike poremetiti metabolizam i pridonijeti povezanim poremećajima, poput dijabetesa tipa 2, pretilosti i masne jetre.
Glukokortikoidni lijekovi i stanje koje se naziva Cushingov sindrom, a oba povećavaju razinu glukokortikoida, mogu imati isti učinak.
Studija se fokusirala na glukokortikoidne receptore
Cilj nove studije bio je shvatiti vezu između dnevnih prenaponskih hormona stresa, biološkog sata i metaboličkih ciklusa usredotočujući se na glukokortikoidne receptore.
Glukokortikoidi reguliraju brojne molekularne procese u funkcijama, od metabolizma i imuniteta do rasta kostiju i spoznaje.
Gotovo svaka stanica u tijelu ima receptore za ove hormone. Bez odgovarajućeg receptora, hormon ne može ući u stanicu i utjecati na nju.
Za novo istraživanje, tim je istraživao metaboličku aktivnost glukokortikoida u jetri miševa procjenjujući svojstva njihovih odgovarajućih receptora.
Koristili su niz naprednih tehnika za mapiranje onoga što se dogodilo s glukokortikoidnim receptorima u jetri miša svaka 4 sata tijekom 24-satnog ciklusa. Koristili su dvije skupine miševa: jedna skupina bila je na uobičajenoj prehrani, a druga skupina prehranjena je masnom prehranom.
Tim je također detaljno ispitao što se dogodilo s 24-satnim metabolizmom jetre miševa kao rezultat svakodnevnog porasta izlučivanja glukokortikoida.
Metode koje su koristili omogućile su im da pokažu da su učinci glukokortikoida različiti kada su životinje postile tijekom spavanja i dok su se hranile kad su bile budne i aktivne.
Hormoni stresa reguliraju cirkadijanske gene
Istraživači su otkrili da je glukokortikoidni receptor učinio te učinke vremenski osjetljivim vezivanjem s genomima jetrenih stanica.
Uz to, čini se da receptor, a time i pridruženi hormoni stresa, pomažu u regulaciji gotovo svih cirkadijanskih gena.
"Isticanje dominantne uloge [glukokortikoidni receptor] igra u sinkronizaciji cirkadijanskih amplituda", pišu autori, "otkrivamo da je većina oscilirajućih gena vezana za [glukokortikoidni receptor] i ovisi o njemu."
Istraživači su pokazali da jetra miševa kojima je nedostajao receptor nije kontrolirala razinu masti i šećera prema danu i noći.
Tim sugerira da otkrića otkrivaju kako jetra tijekom dana različito kontrolira razinu šećera i masti u krvi u odnosu na noć.
Daljnji niz eksperimenata također je otkrio da su normalna težina i pretili miševi različito reagirali na glukokortikoidni lijek.
Tim vjeruje da je studija prva koja je pokazala da prehrana može promijeniti učinak hormona i lijekova na metabolička tkiva.
Istraživači sugeriraju da će njihova otkrića pomoći u informiranju novonastalog područja kronomedicine, koje naglašava ulogu biološkog sata u zdravlju i bolestima.
"Mogli bismo opisati novu vezu između načina života, hormona i fiziologije na molekularnoj razini, sugerirajući da pretile osobe mogu različito reagirati na svakodnevno lučenje hormona ili na glukokortikoidne lijekove", kaže viša autorica studije Nina Henriette Uhlenhaut, profesorica u Helmholtz Zentrum München .
"Razumijevanje načina na koji glukokortikoidi kontroliraju 24-satne cikluse genske aktivnosti u jetri, a time i razinu šećera i masti u krvi, pruža novi uvid u kronomedicinu i razvoj metaboličkih bolesti."
Prof. Nina Henriette Uhlenhaut
