Varför leder stress till viktökning? Studie belyser
Ny forskning, publicerad i tidskriften Cellmetabolism, kan ha hittat anledningen till att kronisk exponering för stress är så nära kopplad till fetma. Svaret ligger i förhållandet mellan fettceller och tidpunkten för stresshormoner.
Forskare som leds av Mary Teruel, biträdande professor i kemisk och systembiologi vid Stanford University School of Medicine i Kalifornien, blev förbryllade över en annars naturlig - och välkänd - process genom vilken vår kropp producerar fettceller.
I människokroppen förvandlas så kallade föregångare eller stamceller - det vill säga det mellanliggande tillståndet mellan en odifferentierad stamcell och en helt differentierad - till fettceller, vilket leder till viktökning.
En frisk person förvandlar inte mer än 1 procent av sina föregångarceller till fettceller, och gör det när det utlöses av hormoner som kallas glukokortikoider.
Glukokortikoider är naturliga steroidhormoner som produceras av människokroppen för att lindra inflammation. Som Teruel och kollegor förklarar i sin tidning stiger och faller en persons glukokortikoider naturligt under dagen, en cykel som regleras av våra dygnsrytmer.
Men dessa hormoner kan också stimuleras av yttre stimuli, såsom kort- eller långvarig stress. Seniorforskaren av den nya forskningen fann dock denna dynamiska spännande.
"Varför drunknar vi inte i fett varje gång glukokortikoidnivåerna blir höga på morgonen på grund av normala dygnsrytmer eller när våra glukokortikoidnivåer ökar när vi tränar eller går från en varm byggnad ut i kylan?" Frågade Teruel sig själv.
"Och varför förlorar den normala rytmen för glukokortikoidutsöndring - såsom vid tillstånd av kronisk stress, jetlag och sömnstörningar hos skiftarbetare - så kopplat till fetma?"
Sådana frågor fick Teruel och hennes kollegor att börja med den nya forskningen.
Hur påverkar glukokortikoider fettceller?
För att ta reda på svaren utförde forskarna flera experiment. I den första badade teamet föregångarfettceller i en cocktail av glukokortikoider i "rytmiska pulser" under en period av 4 dagar.
De räknade hur många stamceller som förvandlades till fettceller och fann att en 48-timmars lång puls av hormonerna fick de flesta celler att förvandlas till fettceller, medan kortare pulser ledde till minimal celldifferentiering.
Teruel och kollegor ville gräva djupare, så de zoomade in på de molekylära mekanismerna genom vilka stamceller kan "berätta" när de ska förvandlas till fettceller. Forskarna var intresserade av vad som gör att stamcellerna ignorerar korta pulser men svarar på längre.
För att lösa mysteriet använde de encells levande avbildning för att spåra aktiviteten hos ett protein som är känt att korrelera med en fettcells differentiering och mognad: PPAR-gamma (PPARG).
Att spåra detta protein i tusentals celler under flera dagar och använda datormodellering visade att det finns två typer av feedback som hjälper stamcellerna att ignorera den normala dygnscykeln av glukokortikoider och endast filtrera bort långa hormonella pulser.
Specifikt skriver författarna, "den här dygnsfiltreringen kräver snabb och långsam positiv feedback till PPARG." Baserat på sin tidigare forskning hittade forskarna också andra proteiner som förmedlar en 34-timmars återkopplingsslinga som gör det möjligt för PPARG att fortsätta ackumuleras, vilket leder till fler fettceller.
"Nu känner vi till den cirkadiska koden som styr omkopplaren, och vi har identifierat viktiga molekyler som är inblandade", säger Teruel.
Slutligen var forskarna tvungna att testa om denna nyligen identifierade cirkadiska kod fungerade på samma sätt hos däggdjur. Så under 21 dagar ökade de glukokortikoidnivåerna i en grupp möss och jämförde sin vikt med en kontrollgrupp för gnagare.
Experimentet avslöjade att de glukokortikoidförstärkta mössen fick dubbelt så mycket vikt som gruppen kontrollmöss. Detta, konstaterade forskarna, berodde inte bara på produktionen av nya fettceller utan också på tillväxten av redan existerande.
Kontinuerlig stress kan leda till viktökning
Resultaten, säger Teruel, "[förklarar] varför behandlingar med glukokortikoidläkemedel, som ofta är nödvändiga för personer med reumatoid artrit och astma att ens fungera, är så kopplade till fetma, och [föreslår] sätt på vilka sådana behandlingar kan ges säkert utan de vanliga biverkningarna av viktökning och benförlust. ”
Dessutom konstaterar seniorforskaren hur forskningen belyser processen med stressinducerad viktökning hos människor, samt erbjuder ledtrådar för hur man kontrollerar den.
"Ja, tidpunkten för din stress spelar roll", säger hon. "Eftersom omvandlingen av föregångarceller till fettceller sker genom en bistabil omkopplare betyder det att du kan styra processen med pulserande."
"Våra resultat tyder på att även om du blir betydligt stressad eller behandlar din reumatoid artrit med glukokortikoider, kommer du inte att gå upp i vikt", fortsätter Teruel, "så länge som stress eller glukokortikoidbehandling bara sker under dagen.
"Men om du upplever kronisk, kontinuerlig stress eller tar glukokortikoider på natten, kommer den resulterande förlusten av normala cirkadiska glukokortikoidsvängningar att leda till betydande viktökning."
Mary Teruel
