Chế độ ăn uống, đồng hồ cơ thể, hormone và sự trao đổi chất: Mối liên hệ nào?
Sử dụng chuột, các nhà khoa học lần đầu tiên đã tiết lộ cách các hormone căng thẳng kiểm soát lượng chất béo và đường trong chu kỳ 24 giờ. Ngoài ra, họ đã chỉ ra rằng chế độ ăn nhiều calo có thể làm thay đổi độ nhạy cảm với thời gian của các chu kỳ trao đổi chất.
Nghiên cứu mới, do các nhà nghiên cứu từ Helmholtz Zentrum München và Trung tâm Nghiên cứu Bệnh tiểu đường Đức (DZD), cũng ở Munich, Đức, dẫn đầu, giúp giải thích bản chất nhịp nhàng của hormone căng thẳng, có nồng độ tăng trước khi thức dậy và cho ăn, giảm trong khi ngủ nhịn ăn.
Các phát hiện cũng làm rõ cách thức chu kỳ nội tiết tố này liên kết với thói quen hàng ngày mà gan tuân theo trong việc lưu trữ và giải phóng đường và chất béo.
Mới đây Tế bào phân tử bài báo mô tả cách các nhà nghiên cứu thực hiện những khám phá này bằng cách điều tra hoạt động của glucocorticoid trong gan của chuột.
Bởi vì thụ thể glucocorticoid cũng là mục tiêu của steroid tổng hợp chống viêm, kết quả cho thấy rằng thuốc glucocorticoid có thể có những tác dụng khác nhau đối với những người bị và không bị béo phì.
Hormone căng thẳng lên đến đỉnh điểm và suy yếu
Các tuyến thượng thận tiết ra hormone glucocorticoid vào buổi sáng dưới sự kiểm soát của các tín hiệu liên quan đến đồng hồ từ não.
Đồng hồ sinh học nằm trong mỗi tế bào của cơ thể giúp điều chỉnh thời gian giải phóng hormone hàng ngày. Các yếu tố ánh sáng mặt trời và lối sống giúp đồng bộ hóa đồng hồ sinh học.
Các tuyến cũng tiết ra các hormone để phản ứng với căng thẳng, đó là lý do tại sao chúng còn được gọi là hormone căng thẳng.
Các hormone căng thẳng đạt đến đỉnh điểm trước khi thức dậy, giúp cơ thể chuẩn bị cho các hoạt động trong ngày bằng cách nhận năng lượng từ lượng chất béo và đường tăng lên.
Tuy nhiên, sự gián đoạn đồng hồ sinh học - chẳng hạn như từ ca làm việc hoặc thông qua máy bay phản lực - có thể làm đảo lộn quá trình trao đổi chất và góp phần gây ra các rối loạn liên quan, chẳng hạn như bệnh tiểu đường loại 2, béo phì và gan nhiễm mỡ.
Thuốc glucocorticoid và một tình trạng gọi là hội chứng Cushing, cả hai đều làm tăng mức glucocorticoid, có thể có tác dụng giống nhau.
Nghiên cứu tập trung vào các thụ thể glucocorticoid
Nghiên cứu mới nhằm tìm hiểu mối liên hệ giữa sự gia tăng hormone căng thẳng hàng ngày, đồng hồ sinh học và chu kỳ trao đổi chất bằng cách tập trung vào các thụ thể glucocorticoid.
Glucocorticoid điều chỉnh nhiều quá trình phân tử trong các chức năng khác nhau, từ chuyển hóa và miễn dịch đến tăng trưởng xương và nhận thức.
Gần như mọi tế bào của cơ thể đều có các thụ thể cho các kích thích tố này. Nếu không có thụ thể phù hợp, hormone không thể xâm nhập vào tế bào và ảnh hưởng đến nó.
Đối với nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu đã điều tra hoạt động trao đổi chất của glucocorticoid trong gan của chuột bằng cách đánh giá các đặc tính của thụ thể phù hợp của chúng.
Họ đã sử dụng một loạt các kỹ thuật tiên tiến để lập bản đồ những gì đã xảy ra với các thụ thể glucocorticoid trong gan chuột cứ 4 giờ một lần trong chu kỳ 24 giờ. Họ sử dụng hai nhóm chuột: một nhóm đang ăn kiêng bình thường, và nhóm còn lại được cho ăn chế độ ăn nhiều chất béo.
Nhóm nghiên cứu cũng đã kiểm tra chi tiết những gì đã xảy ra với sự trao đổi chất ở gan trong 24 giờ của những con chuột do sự gia tăng hàng ngày trong bài tiết glucocorticoid.
Các phương pháp mà họ sử dụng cho phép họ cho thấy tác dụng của glucocorticoid là khác nhau khi động vật nhịn ăn trong khi ngủ và khi chúng cho ăn khi chúng thức và hoạt động.
Hormone căng thẳng điều chỉnh các gen sinh học
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng thụ thể glucocorticoid tạo ra những tác dụng này thông qua liên kết nhạy cảm với thời gian với bộ gen của tế bào gan.
Ngoài ra, có vẻ như thụ thể, và do đó là các hormone căng thẳng liên quan, giúp điều chỉnh gần như tất cả các gen sinh học.
Các tác giả viết: “Làm nổi bật vai trò chi phối [thụ thể glucocorticoid] trong việc đồng bộ hóa biên độ sinh học,“ chúng tôi thấy rằng phần lớn các gen dao động bị ràng buộc và phụ thuộc vào [thụ thể glucocorticoid]. ”
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng gan của những con chuột thiếu thụ thể không kiểm soát lượng chất béo và lượng đường theo ngày và đêm.
Nhóm nghiên cứu cho rằng những phát hiện này cho thấy cách gan kiểm soát lượng đường và chất béo trong máu khác nhau vào ban ngày so với ban đêm.
Một loạt thí nghiệm khác cũng cho thấy những con chuột có trọng lượng bình thường và những con chuột béo phì phản ứng khác nhau với một loại thuốc glucocorticoid.
Nhóm nghiên cứu tin rằng nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên chỉ ra rằng chế độ ăn uống có thể làm thay đổi tác động của hormone và thuốc lên các mô trao đổi chất.
Các nhà nghiên cứu cho rằng phát hiện của họ sẽ giúp cung cấp thông tin về lĩnh vực chronomedicine mới nổi, vốn nhấn mạnh vai trò của đồng hồ sinh học đối với sức khỏe và bệnh tật.
Tác giả nghiên cứu cao cấp Nina Henriette Uhlenhaut, giáo sư tại Helmholtz Zentrum München, cho biết: “Chúng tôi có thể mô tả mối liên hệ mới giữa lối sống, hormone và sinh lý học ở cấp độ phân tử. .
“Việc hiểu cách glucocorticoid kiểm soát chu kỳ 24 giờ của hoạt động gen trong gan và do đó lượng đường và chất béo trong máu cung cấp những hiểu biết mới về chronomedicine và sự phát triển của bệnh chuyển hóa.”
Giáo sư Nina Henriette Uhlenhaut
