Borba ili bijeg: igraju li naše kosti ulogu?
Adrenalin i kortizol pokreću našu reakciju borbe ili bijega. Ili smo barem tako mislili do sada. Nova studija ukazuje prstom na koštanu molekulu osteokalcin kao središnjeg igrača ovog mehanizma preživljavanja.
Akutni odgovor na stres ili reakcija borbe ili bijega mehanizam je preživljavanja koji omogućuje životinjama brzu reakciju na prijeteće situacije.
Kod ljudi poznata navala adrenalina prati osjećaj opasnosti. Pripremamo se za borbu protiv neposredne prijetnje ili bijeg od nje prije nego što se naša tijela i umovi smire i vrate u stanje mirovanja.
Na fiziološkoj razini, akutni stresni odgovor vidi kako simpatički živčani sustav šalje signal nadbubrežnim žlijezdama koje kao odgovor oslobađaju adrenalin i kortizol. Porast tjelesne temperature, porast lako dostupne energije u krvi u obliku glukoze, kao i ubrzani otkucaji srca i udisaji, slijede to.
Međutim, ostaju pitanja o glavnim pokretačima procesa.
U radu u časopisu Metabolizam stanica, Dr. Gerard Karsenty, profesor na Odjelu za genetiku i razvoj Medicinskog centra Sveučilišta Columbia u Irvingu u New Yorku, objašnjava da glukokortikoidni hormoni, poput kortizola, djeluju sporo i da im „trebaju sati kako bi regulirali fiziološke procese, nešto što čini se neskladnim sa potrebom za trenutnim odgovorom. "
Doktor Karsenty i njegovi kolege otkrivaju iznenađujućeg novog igrača u regulaciji reakcije na akutni stres.
Odgovor na stres ‘nije moguć’ bez kosti
Istraživački tim koji stoji iza ove nove studije dugo se zanima za ulogu koju kost igra u našim tijelima. Jednom kad smo o njoj razmišljali samo kao o strukturi koja nas drži uspravno, istraživanje dr. Karsentyja ukazuje na to da molekule oslobođene iz kostiju imaju dalekosežne učinke na takve organe kao što su naš mozak, mišići i crijeva.
"Pogled na kosti kao na samo skup kalcificiranih cijevi duboko je ukorijenjen u našoj biomedicinskoj kulturi", objašnjava on.
Od posebnog je interesa hormon osteokalcin izveden iz kostiju, koji su istraživači uključili u niz fizioloških procesa, poput lučenja inzulina, funkcije mozga i plodnosti muškaraca.
Ali gdje se akutni odgovor na stres uklapa u ovu sliku?
„Ako na kosti mislite kao na nešto što je evoluiralo da zaštiti organizam od opasnosti - lubanja štiti mozak od traume, kostur omogućava kralježnjacima da pobjegnu predatorima, pa čak i kosti u uhu upozoravaju nas na približavanje opasnosti - hormonalne funkcije osteokalcin počinje imati smisla ”, ističe Karsenty.
Za svoje istraživanje tim je izmjerio razinu osteokalcina kod miševa izloženih stresnim laboratorijskim uvjetima. Također su izmjerili razinu osteokalcina u 20 ljudskih dobrovoljaca prije i 30 minuta nakon 10-minutnog zadatka javnog nastupa i unakrsnog ispitivanja.
U svim su slučajevima istraživači primijetili porast razine osteokalcina, ali ne i razine ostalih hormona dobivenih iz kostiju.
Posebno je kod miševa tim otkrio brzi porast razine osteokalcina koji je dosegao svoj vrhunac nakon 2,5 minute kada su istraživači izložili životinje komponenti urina lisice.
Kada je tim izložio genetski modificirane miševe koji nisu mogli proizvesti osteokalcin stresoru, nisu vidjeli fiziološke znakove reakcije na akutni stres.
"Kod koštanih kralježnjaka akutni odgovor na stres nije moguć bez osteokalcina", komentira Karsenty svoja otkrića.
Što je s ostavljanjem adrenalina i kortizola?
Ljudi koji imaju Addisonovu bolest, a to je stanje u kojem nadbubrežne žlijezde ne rade ispravno, mogu reagirati na stresne situacije akutnim odgovorom na stres, unatoč tome što imaju nižu razinu hormona nadbubrežne žlijezde.
U daljnjim pokusima istraživački tim proučavao je miševe kojima su nadbubrežne žlijezde kirurški odstranjene i zbog toga nisu mogli proizvoditi kortizol i adrenalin. Te su životinje još uvijek mogle reagirati na akutni stres kada su se suočile sa stresorom.
To je možda zbog veće razine osteokalcina u tih životinja, sugeriraju istraživači.
Testirali su ovu hipotezu koristeći miševe bez nadbubrežnih žlijezda koje su znanstvenici genetski modificirali dalje tako da životinje nisu mogle proizvesti visoku razinu osteokalcina. Bez ove sposobnosti, životinje nisu mogle reagirati na akutni odgovor na stres kad su ih istraživači izložili stresoru.
Ovi rezultati impliciraju da osteokalcin može izravno potaknuti akutni odgovor na stres, čak i u odsustvu adrenalina i kortizola.
Doista, kada su istraživači ubrizgavali hormon miševima u odsutnosti stresa, vidjeli su "značajno povećan broj otkucaja srca, potrošnju energije i potrošnju kisika kod [miševa]", kako objašnjavaju u radu.
"To potpuno mijenja naše razmišljanje o tome kako se javljaju akutne reakcije na stres", komentira dr. Karsenty rezultate svoje studije.
"Iako ovo zasigurno ne isključuje da glukokortikoidni hormoni mogu biti uključeni u određenom svojstvu u akutni odgovor na stres, sugerira mogućnost da bi i drugi hormoni [...] mogli biti uključeni."
Dr. Karsenty
Međutim, tim ističe da njihova studija ima ograničenja. Nisu precizno pokazali kako osteokalcin može, na primjer, proizvesti značajne fiziološke znakove reakcije na akutni stres.
Potrebne su daljnje studije kako bi se detaljnije utvrdili detalji putova. Međutim, ovo istraživanje naglašava koliko još treba otkriti o složenoj interakciji naših različitih dijelova tijela.
