Nowe badania, opublikowane w renomowanym czasopiśmie, odkryły przyczynę, dla której chroniczne narażenie na stres jest tak ściśle związane z otyłością. Odpowiedź tkwi w interakcji pomiędzy komórkami tłuszczowymi a hormonami stresu.
Naukowcy pod przewodnictwem Mary Teruel, adiunkt w dziedzinie chemii i biologii systemów na Uniwersytecie Stanforda, byli zaskoczeni tym naturalnym procesem, w którym nasz organizm wytwarza komórki tłuszczowe.
W ciele ludzkim, tzw. komórki prekursorowe – to znaczy komórki pośrednie między niezróżnicowaną komórką macierzystą a w pełni zróżnicowaną – przekształcają się w komórki tłuszczowe, co prowadzi do przyrostu masy ciała.
Osoba zdrowa zamienia nie więcej niż 1 procent swoich komórek prekursorowych w komórki tłuszczowe, a proces ten jest wywoływany przez hormony zwane glukokortykoidami.
Glukokortykoidy to naturalne hormony steroidowe produkowane przez organizm ludzki, które mają na celu złagodzenie stanu zapalnego. Jak wyjaśnia Teruel i jej zespół, poziom glikokortykosteroidów w organizmie naturalnie wzrasta i opada w ciągu dnia, a cykl ten jest regulowany przez rytmy dobowe.
Jednak te hormony mogą być także stymulowane przez zewnętrzne bodźce, takie jak krótko- lub długotrwały stres. Starszy badacz tych badań uznał tę dynamikę za intrygującą.
«Dlaczego nie toniemy w tłuszczu za każdym razem, gdy poziom glukokortykoidów wzrasta rano, zgodnie z normalnymi rytmami okołodobowymi, lub kiedy nasz poziom glukokortykoidów wzrasta podczas ćwiczeń lub wychodzenia z ciepłego budynku na zimno?» – pytała Teruel.
«A dlaczego tracimy normalny rytm wydzielania glukokortykoidów – na przykład w warunkach przewlekłego stresu, opóźnienia w czasie lotu oraz zaburzeń snu u pracowników zmianowych – co jest tak ściśle związane z otyłością?»
Takie pytania skłoniły Teruel i jej zespół do przeprowadzenia nowych badań.
W jaki sposób glukokortykoidy wpływają na komórki tłuszczowe?
Aby znaleźć odpowiedzi, naukowcy przeprowadzili szereg eksperymentów. W pierwszym zespole kąpali prekursorowe komórki tłuszczowe w koktajlu glukokortykoidów w «impulsach rytmicznych» przez okres 4 dni.
Zbadali, ile komórek progenitorowych przekształciło się w komórki tłuszczowe i odkryli, że jeden 48-godzinny impuls hormonów spowodował, że większość komórek zamieniła się w komórki tłuszczowe, podczas gdy krótsze impulsy prowadziły do minimalnego różnicowania komórek.
Teruel i jej koledzy chcieli zagłębić się w mechanizmy molekularne, dzięki którym komórki progenitorowe «decydują», kiedy przekształcić się w komórki tłuszczowe. Naukowcy byli zaintrygowani tym, co powoduje, że komórki progenitorowe ignorują krótkie impulsy, ale reagują na dłuższe.
Aby rozwiązać tę zagadkę, wykorzystali jednokomórkowe obrazowanie na żywo, aby śledzić aktywność białka, które jest znane z korelacji z różnicowaniem i dojrzałością komórki tłuszczowej: PPAR-gamma (PPARG).
Monitorowanie tego białka w tysiącach komórek przez kilka dni oraz przy użyciu modelowania komputerowego ujawniło, że istnieją dwa rodzaje sprzężeń zwrotnych, które pomagają komórkom progenitorowym zignorować normalny cykl okołodobowy glikokortykoidów i odfiltrować tylko długie impulsy hormonalne.
Specjalnie, autorzy piszą: «to filtrowanie okołodobowe wymaga szybkiej i powolnej pozytywnej reakcji na PPARG.» Bazując na swoich wcześniejszych badaniach, naukowcy odkryli również inne białka, które pośredniczą w 34-godzinnej pętli sprzężenia zwrotnego, co pozwala PPARG na dalsze gromadzenie się, prowadząc do zwiększenia liczby komórek tłuszczowych.
«Teraz znamy kod okołodobowy, który kontroluje przełącznik i zidentyfikowaliśmy kluczowe cząsteczki, które są zaangażowane» – mówi Teruel.
Na koniec naukowcy musieli sprawdzić, czy nowo zidentyfikowany kod dobowy działa tak samo u ssaków. Tak więc w ciągu 21 dni zwiększyli poziom glukokortykoidów w grupie myszy i porównali ich masę z grupą kontrolną gryzoni.
Eksperyment wykazał, że myszy z podwyższonym poziomem glikokortykosteroidów zyskały podwójną wagę w porównaniu do grupy kontrolnej. To, jak ustalili naukowcy, było spowodowane nie tylko produkcją nowych komórek tłuszczowych, ale także wzrostem już istniejących.
Ciągły stres a przyrost masy ciała
Odkrycia, mówi Teruel, «[wyjaśniają], dlaczego leczenie lekami glukokortykoidowymi, które są często niezbędne dla osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów i astmą, jest tak ściśle powiązane z otyłością oraz [sugerują] sposoby, w jakie takie leczenie można bezpiecznie podawać; bez wspólnych skutków ubocznych przybierania na wadze i utraty masy kostnej.»
Dodatkowo, starszy badacz zauważa, jak badanie rzuca światło na proces przyrostu masy ciała wywołany stresem u ludzi i dostarcza wskazówek, jak go kontrolować.
«Tak, czas twojego stresu ma znaczenie», mówi. «Ponieważ konwersja komórek prekursorowych do komórek tłuszczowych odbywa się przez bistabilny przełącznik, oznacza to, że można kontrolować ten proces za pomocą pulsowania.»
«Nasze wyniki sugerują, że nawet jeżeli wystąpi znaczne napięcie lub leczenie reumatoidalnego zapalenia stawów za pomocą glukokortykoidów, nie przybędzie na wadze,» kontynuuje Teruel, «tak długo, jak stres lub leczenie glikokortykoidami zdarza się tylko w ciągu dnia.»
«Jeśli jednak doświadczasz przewlekłego, ciągłego stresu lub przyjmujesz glukokortykoidy w nocy, utrata normalnych okołodobowych oscylacji glukokortykoidów spowoduje znaczny przyrost masy ciała.»
Mary Teruel
Podsumowanie i nowe badania w 2024 roku
W 2024 roku badania nad wpływem stresu na masę ciała nabierają nowego znaczenia. Z danych opublikowanych w maju wynika, że przewlekły stres może prowadzić do nie tylko przyrostu masy ciała, ale również do problemów z metabolizmem, co potwierdzają badania wykonane na grupie osób z zaburzeniami lękowymi. Najnowsze statystyki wskazują, że osoby doświadczające chronicznego stresu mogą zyskać średnio 5 do 10 kilogramów w ciągu roku.
Dodatkowo, badania przeprowadzone na Uniwersytecie Harvarda sugerują, że regularne praktykowanie technik relaksacyjnych, takich jak medytacja i joga, może znacząco zmniejszyć poziom glukokortykoidów w organizmie, co z kolei może pomóc w kontroli masy ciała. Warto więc wprowadzić do swojego życia codziennego elementy redukujące stres, aby skutecznie przeciwdziałać jego negatywnym skutkom zdrowotnym.
