Използвайки мишки, учените разкриха за първи път как хормоните на стреса контролират нивата на мазнините и захарта в рамките на 24-часов цикъл. В допълнение, те са показали, че висококалоричната диета може да промени чувствителността към времето на метаболитните цикли.

какво

Новото проучване, ръководено от изследователи от Helmholtz Zentrum München и Германския център за изследване на диабета (DZD), също в Мюнхен, Германия, помага да се обясни ритмичната природа на стресовите хормони, чиито нива нарастват преди събуждане и хранене и приливи по време на сън и гладуване.

Констатациите също така изясняват как този хормонален цикъл се свързва с ежедневието, което черният дроб спазва при съхранение и освобождаване на захар и мазнини.

Неотдавнашен документ Molecular Cell описва как изследователите са направили тези открития чрез изследване на глюкокортикоидната активност в черния дроб на мишки.

Тъй като глюкокортикоидният рецептор е мишена и на противовъзпалителни синтетични стероиди, резултатите показват, че глюкокортикоидните лекарства могат да имат различен ефект върху хора със и без затлъстяване.

Надбъбречните жлези освобождават глюкокортикоидни хормони сутрин под контрола на свързаните с часовника сигнали от мозъка.

Биологичният часовник, който се намира във всяка клетка на тялото, помага да се регулира дневното време на отделяне на хормони. Слънчевата светлина и факторите на начина на живот помагат да се синхронизира биологичния часовник.

Жлезите освобождават и хормоните в отговор на стрес, поради което те се наричат ​​още хормони на стреса.

Хормоните на стреса достигат своя връх преди събуждане, помагайки на тялото да се подготви за дневните дейности, като получава енергия от повишените нива на мазнини и захар.

Прекъсването на биологичните часовници - например от работни смени или чрез джетлаг - може значително да наруши метаболизма и да допринесе за свързани нарушения, като диабет тип 2, затлъстяване и затлъстяване на черния дроб.

Глюкокортикоидните лекарства и състояние, наречено синдром на Кушинг, които и двете повишават нивата на глюкокортикоиди, могат да имат същия ефект.

Новото проучване има за цел да разбере връзката между ежедневните скокове на хормона на стреса, биологичния часовник и метаболитните цикли, като се фокусира върху глюкокортикоидните рецептори.

Глюкокортикоидите регулират множество молекулярни процеси във функции, вариращи от метаболизъм и имунитет до костен растеж и познание.

Почти всяка клетка на тялото има рецептори за тези хормони. Без съответстващия рецептор хормонът не може да влезе в клетката и да й повлияе.

За новото проучване екипът изследва метаболитната активност на глюкокортикоидите в черния дроб на мишки, като оцени свойствата на съответстващия им рецептор.

Те използваха редица усъвършенствани техники за картографиране на това, което се случи с глюкокортикоидните рецептори в черния дроб на мишката на всеки 4 часа в продължение на 24-часов цикъл. Те използваха две групи мишки: едната група беше на нормална диета, а другата група беше хранена с високо съдържание на мазнини.

Екипът изследва също така подробно какво се е случило с 24-часовия метаболизъм на мишките в резултат на ежедневни скокове в секрецията на глюкокортикоиди.

Използваните от тях методи им позволяват да покажат, че ефектите на глюкокортикоидите са различни, когато животните гладуват по време на сън и докато се хранят, когато са будни и активни.

Изследователите установяват, че глюкокортикоидният рецептор упражнява тези ефекти чрез чувствително във времето свързване с геномите на чернодробните клетки.

Освен това изглежда, че рецепторът и следователно свързаните с него хормони на стреса помагат за регулирането на почти всички циркадни гени.

„Подчертавайки доминиращата роля [глюкокортикоидният рецептор] играе при синхронизирането на циркадните амплитуди, - пишат авторите, - откриваме, че по-голямата част от осцилиращите гени са свързани и зависят от [глюкокортикоидния рецептор].“

Изследователите показаха, че черният дроб на мишки, които нямат рецептор, не контролира нивата на мазнини и захар според денонощието.

Екипът предполага, че констатациите разкриват как черният дроб контролира нивата на захар и мазнини в кръвта по различен начин през деня в сравнение с нощта.

Допълнителен набор от експерименти също разкри, че нормалното тегло и затлъстелите мишки реагират по различен начин на глюкокортикоидно лекарство.

Екипът вярва, че изследването е първото, което показва, че диетата може да промени ефекта на хормоните и лекарствата върху метаболитните тъкани.

Изследователите предполагат, че техните открития ще помогнат за информирането на нововъзникващото поле на хрономедицината, което подчертава ролята на биологичния часовник за здравето и болестите.

„Бихме могли да опишем нова връзка между начина на живот, хормоните и физиологията на молекулярно ниво, предполагайки, че хората със затлъстяване могат да реагират по различен начин на ежедневната секреция на хормони или на глюкокортикоидните лекарства“, казва старши автор на изследването Нина Хериет Уленхаут, професор в Helmholtz Zentrum München.

„Разбирането как глюкокортикоидите контролират 24-часовите цикли на генната активност в черния дроб и съответно кръвните нива на захар и мазнини дава нови прозрения за хрономедицина и развитието на метаболитни заболявания.

Проф. Нина Хенриет Уленхаут