Fight-or-flight: Spelar våra ben en roll?
Adrenalin och kortisol driver vårt kamp-eller-flyg-svar. Eller så trodde vi tills nu. En ny studie pekar fingret mot benmolekylen osteocalcin som en central aktör i denna överlevnadsmekanism.
Det akuta stresssvaret, eller kampen-eller-fly-svaret, är en överlevnadsmekanism som gör att djur kan reagera snabbt på hotande situationer.
Hos människor följer en bekant adrenalinhastighet känslan av fara. Vi förbereder oss för att bekämpa det överhängande hotet eller fly från det innan våra kroppar och sinnen lugnar sig och återvänder till ett vilande tillstånd.
På den fysiologiska nivån ser det akuta stresssvaret att det sympatiska nervsystemet skickar en signal till binjurarna, som frigör adrenalin och kortisol som svar. En ökning av kroppstemperaturen, en ökning av lätt tillgänglig energi i blodet i form av glukos, liksom snabbare hjärtslag och andetag, följer detta.
Frågor kvarstår dock över de viktigaste drivkrafterna bakom processen.
I en artikel i tidskriften Cellmetabolism, Dr Gerard Karsenty, professor vid Institutionen för genetik och utveckling vid Columbia University Irving Medical Center i New York, förklarar att glukokortikoidhormoner, såsom kortisol, är långverkande och "behöver timmar för att reglera fysiologiska processer, något som verkar inkonsekvent med behovet av ett omedelbart svar. ”
Dr. Karsenty och hans kollegor avslöjar en överraskande ny aktör i regleringen av det akuta stresssvaret.
Stressrespons 'inte möjligt' utan ben
Forskargruppen bakom denna nya studie har ett långvarigt intresse för den roll som ben spelar i våra kroppar. En gång betraktad som enbart strukturen som håller oss upprätt, visar Dr. Karsentys forskning att molekyler som frigörs från ben har vidsträckta effekter på sådana organ som våra hjärnor, muskler och tarmar.
”Synen på ben som bara en sammansättning av förkalkade rör är djupt förankrad i vår biomedicinska kultur”, förklarar han.
Av särskilt intresse är det benbaserade hormonet osteocalcin, som forskare har inblandat i en rad fysiologiska processer, såsom insulinsekretion, hjärnfunktion och manlig fertilitet.
Men var passar det akuta stresssvaret in i den här bilden?
”Om du tänker på ben som något som utvecklats för att skydda organismen från fara - skallen skyddar hjärnan från trauma, tillåter skelettet ryggradsdjur att undkomma rovdjur, och till och med benen i örat varnar oss för att närma sig fara - de hormonella funktionerna hos osteocalcin börjar vara vettigt, påpekar Karsenty.
För sin studie mätte laget osteokalcinnivåer hos möss som utsattes för stressiga laboratorieförhållanden. De mätte också osteokalcinnivåerna hos 20 mänskliga volontärer före och 30 minuter efter en 10-minuters tal och korsförhörningsuppgift.
I alla fall observerade forskarna en ökning av osteokalcinnivåerna, men inte i nivåerna av andra benhärledda hormoner.
I synnerhet hos möss fann teamet en snabb ökning av osteokalcinnivåerna som nådde sin topp efter 2,5 minuter när forskarna utsatte djuren för en komponent av rävurin.
När teamet exponerade genetiskt modifierade möss som inte kunde producera osteocalcin för en stressfaktor såg de inte de fysiologiska tecknen på det akuta stresssvaret.
"I beniga ryggradsdjur är det akuta stresssvaret inte möjligt utan osteocalcin", kommenterar Karsenty sina resultat.
Vad sägs om lämnar adrenalin och kortisol?
Människor som har Addisons sjukdom, vilket är ett tillstånd där binjurarna inte fungerar korrekt, kan reagera på stressiga situationer med ett akut stressrespons, trots att de har lägre nivåer av binjurhormoner.
I ytterligare experiment tittade forskargruppen på möss som fick binjurarna avlägsnades kirurgiskt och därmed inte kunde producera kortisol och adrenalin. Dessa djur kunde fortfarande montera ett akut stressrespons när de möter en stressor.
Detta kan bero på högre nivåer av osteokalcin hos dessa djur, föreslår forskarna.
De testade denna hypotes med möss utan binjurar som forskare genetiskt modifierat ytterligare så att djuren inte kunde producera höga nivåer av osteokalcin. Utan denna förmåga kunde djuren inte montera ett akut stressrespons när forskare utsatte dem för en stressor.
Dessa resultat antyder att osteokalcin direkt kan driva det akuta stresssvaret, även i frånvaro av adrenalin och kortisol.
När forskarna injicerade hormonet i möss i avsaknad av en stressfaktor såg de faktiskt ”en signifikant ökad hjärtfrekvens, energiförbrukning och syreförbrukning hos [mössen”, som de förklarar i tidningen.
"Det förändrar helt hur vi tänker på hur akuta stressreaktioner uppträder", kommenterar Dr. Karsenty resultatet av sin studie.
"Även om detta verkligen inte utesluter att glukokortikoidhormoner kan vara inblandade i någon kapacitet i det akuta stresssvaret, föreslår det möjligheten att andra hormoner [...] kan vara inblandade."
Dr. Karsenty
Teamet påpekar dock att deras studie har begränsningar. De har inte visat exakt hur osteocalcin kan producera de fysiologiska kännetecknen för den akuta stressresponsen, till exempel.
Ytterligare studier behövs för att fastställa detaljerna i vägarna mer detaljerat. Denna studie belyser dock hur mycket det fortfarande finns att upptäcka om det komplexa samspelet mellan våra olika kroppsdelar.
