Az étrend befolyásolhatja a belső órát és a hormonális reakciókat - Innovations Report
Példa zsírmájra. @Helmholtz München központ/Uhlenhaut.
Az egereken végzett kutatások egyértelművé teszik, hogy a napszaktól függő anyagcsere-ciklus magas kalóriatartalmú étrend mellett változik. Mivel a glükokortikoidokat széles körben használják gyulladásos betegségek kezelésére, a Molecular Cell folyóiratban közzétett eredmények arra utalnak, hogy a karcsú és elhízott betegek eltérő módon reagálhatnak a szteroid terápiára.
A tanulmány bemutatja a hormon felszabadulás napi ritmusának biológiai funkcióját - magas ébredés és evés előtt, alacsony alvás és böjt mellett -, valamint a cukor és a zsír tárolásának és a májban történő felszabadulásának napi ciklusait.
Az emberi test minden sejtjét egy belső óra vezérli, amely a 24 órás cirkadián ritmust követi. Szinkronban működik a nappali és éjszakai természetes körforgással, elsősorban a napfény, de a társadalmi szokások által is.
Egészséges rendszerben a mellékvese minden reggel glükokortikoid stresszhormonokat termel. Az ébredés előtt nagy mennyiségű glükokortikoid felszabadulása arra készteti a testet, hogy zsírsavakat és cukrokat használjon energiaforrásokként. Ez lehetővé teszi számunkra a nap megkezdését.
A cirkadián ritmus zavara (pl. Műszakos munka vagy jet lag miatt) és/vagy a glükokortikoid szint változása (pl. Cushing-szindróma vagy hosszú távú klinikai kezelés miatt) súlyos anyagcsere-rendellenességekhez vezethet, mint például elhízás, 2-es típusú cukorbetegség vagy zsírmájbetegség.
A kutatócsoport célja ezért volt megérteni a nagy mennyiségű stresszhormon napi felszabadulásának fontosságát, ezeknek a hormonoknak a belső óránkra gyakorolt hatását és szerepüket a napi anyagcsere ciklusokban.
A máj glükokortikoidjainak metabolikus folyamatai
A májban lévő glükokortikoidok metabolikus funkcióinak vizsgálata érdekében a kutatók új nagy teljesítményű technológiák alkalmazásával jellemezték receptoruk, az úgynevezett glükokortikoid receptorok aktivitását. Négy óránként, éjjel-nappal, elemezték az egerek máját. Az egereket normál vagy magas zsírtartalmú étrenddel etették.
A genomika, a proteomika és a bioinformatika legmodernebb módszereinek segítségével a csapat képet kaphatott arról, hogy a glükokortikoid receptor mikor és hol fejti ki metabolikus hatását. A kutatók elemezték a glükokortikoid felszabadulás napi ingadozásainak hatásait a máj metabolizmusának 24 órás ciklusában.
Meg tudták mutatni, hogy a glükokortikoidok az éhgyomorra (amikor az egerek alszanak) és az étkezés során (amikor aktívak) különböző módon szabályozzák az anyagcserét a genomba történő időfüggő kötődés révén. A tanulmány azt is megmutatja, hogy a ritmikus génaktivitás nagyobb részét miként szabályozzák ezek a hormonok.
Ha ez az ellenőrzés elvész (úgynevezett knockout egereknél), akkor ez befolyásolja a vér cukor- és zsírszintjét. Ez megmagyarázza, hogy a máj nappal és éjszaka eltérően szabályozza a vér cukor- és zsírszintjét.
Mivel a glükokortikoidreceptort gyakran használják az immunterápiában, a csapat megvizsgálta annak genomiális hatásait, miután beadta a dexametazon hatóanyagot, egy szintetikus glükokortikoidot, amely szintén aktiválja ezt a receptort.
- Ezzel a kísérlettel - magyarázza dr. Fabiana Quagliarini, „azt tapasztaltuk, hogy az elhízott egerekben a gyógyszerre adott válasz eltér a sovány egerek válaszától. Ez lehetővé tette számunkra, hogy először megmutassuk, hogy a diéta megváltoztathatja az anyagcsere hormonális és gyógyászati reakcióit. "
Új eredmények a kronomedicinről és a metabolikus betegségek terápiájáról
A glükokortikoidok a természetes és szintetikus szteroid hormonok, mint a kortizol. Hatalmas gyulladáscsökkentő és immunszuppresszív tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek képesek szabályozni az immunrendszer aktivitását. Ezért széles körben használják őket az orvostudományban. Ennek legnagyobb hátránya, hogy a glükokortikoidok súlyos mellékhatásokat is okozhatnak, mivel képesek szabályozni a cukor és a zsíranyagcserét: A betegeknél elhízás, hipertrigliceridémia, zsírmáj, magas vérnyomás vagy 2-es típusú cukorbetegség alakulhat ki.
„Ha megértjük, hogy a glükokortikoidok hogyan szabályozzák a májban a génaktivitás 24 órás ciklusait, és ezáltal a vér cukor- és zsírszintjét, új betekintést nyerünk a„ kronomedicin ”és az anyagcsere-betegségek kialakulása felé. Leírhattunk egy új kapcsolatot az életmód, a hormonok és a fiziológia között molekuláris szinten. Ez arra utal, hogy az elhízott emberek eltérően reagálhatnak a napi hormon felszabadulásra vagy a glükokortikoid készítményekre. Ezek a mechanizmusok jelentik a jövő terápiáinak fejlesztésének alapját. ”- magyarázza Prof. Henriette Uhlenhaut.
Uhlenhaut vezette a Diabetes és Elhízás, valamint a Cukorbetegség és Rák Intézetének kutatócsoportját a Helmholtz Zentrum Münchennél, a Német Diabétesz Kutató Központnál (DZD), a Max Planck Biokémiai Intézetnél, a Northwestern Egyetem Feinberg Orvostudományi Karán Chicagóban és a School of Élettudomány Weihenstephan a müncheni műszaki egyetemen (TUM).