Walcz lub uciekaj: czy nasze kości odgrywają jakąś rolę?
Adrenalina i kortyzol napędzają naszą reakcję typu walcz lub uciekaj. A przynajmniej tak myśleliśmy do tej pory. Nowe badanie wskazuje, że osteokalcyna, molekuła kostna, odgrywa kluczową rolę w tym mechanizmie przetrwania.
Ostra reakcja na stres lub reakcja walcz lub uciekaj to mechanizm przetrwania, który pozwala zwierzętom szybko reagować na zagrażające sytuacje.
U ludzi znajomy przypływ adrenaliny towarzyszy poczuciu zagrożenia. Przygotowujemy się do odparcia bezpośredniego zagrożenia lub ucieczki przed nim, zanim nasze ciała i umysły uspokoją się i powrócą do stanu spoczynku.
Na poziomie fizjologicznym ostra reakcja na stres powoduje, że współczulny układ nerwowy wysyła sygnał do nadnerczy, które w odpowiedzi uwalniają adrenalinę i kortyzol. Następuje wzrost temperatury ciała, wzrost łatwo dostępnej energii we krwi w postaci glukozy, a także szybsze bicie serca i oddechy.
Pozostają jednak pytania dotyczące głównych czynników stojących za tym procesem.
W artykule w czasopiśmie Metabolizm komórkowy, Dr Gerard Karsenty, profesor na Wydziale Genetyki i Rozwoju w Columbia University Irving Medical Center w Nowym Jorku, wyjaśnia, że hormony glukokortykoidowe, takie jak kortyzol, działają wolno i „potrzebują godzin, aby regulować procesy fizjologiczne. wydaje się niezgodne z potrzebą natychmiastowej odpowiedzi ”.
Dr Karsenty i jego koledzy ujawniają zaskakującego nowego gracza w regulacji ostrej reakcji na stres.
Reakcja na stres „niemożliwa” bez kości
Zespół badawczy stojący za tym nowym badaniem od dawna interesuje się rolą, jaką kości odgrywają w naszych ciałach. Kiedyś uważano je tylko za strukturę, która utrzymuje nas w pozycji pionowej, badania dr Karsenty'ego wskazują, że cząsteczki uwalniane z kości mają daleko idący wpływ na takie narządy, jak nasz mózg, mięśnie i jelita.
„Widok kości jako jedynie zespołu zwapniałych rurek jest głęboko zakorzeniony w naszej kulturze biomedycznej” - wyjaśnia.
Szczególnie interesujący jest hormon kostny, osteokalcyna, który naukowcy przypisali wielu procesom fizjologicznym, takim jak wydzielanie insuliny, funkcjonowanie mózgu i płodność u mężczyzn.
Ale gdzie w tym obrazie pasuje ostra reakcja na stres?
„Jeśli myślisz o kościach jako o czymś, co wyewoluowało, by chronić organizm przed niebezpieczeństwem - czaszka chroni mózg przed urazami, szkielet pozwala kręgowcom uciec przed drapieżnikami, a nawet kości w uchu ostrzegają nas o zbliżającym się niebezpieczeństwie - hormonalne funkcje osteokalcyna zaczyna mieć sens ”- podkreśla Karsenty.
W ramach swoich badań zespół zmierzył poziom osteokalcyny u myszy narażonych na stresujące warunki laboratoryjne. Zmierzyli również poziom osteokalcyny u 20 ochotników przed i 30 minut po 10-minutowym wystąpieniu publicznym i zadaniu krzyżowym.
We wszystkich przypadkach naukowcy zaobserwowali wzrost poziomu osteokalcyny, ale nie poziomu innych hormonów pochodzenia kostnego.
W szczególności u myszy zespół odkrył gwałtowny wzrost poziomu osteokalcyny, który osiągnął swój szczyt po 2,5 minuty, gdy naukowcy wystawili zwierzęta na działanie składnika moczu lisa.
Kiedy zespół wystawił genetycznie zmodyfikowane myszy, które nie były w stanie wyprodukować osteokalcyny, na działanie stresora, nie dostrzegli fizjologicznych objawów ostrej reakcji na stres.
„U kościstych kręgowców ostra reakcja na stres nie jest możliwa bez osteokalcyny”, komentuje swoje odkrycia Karsenty.
A co z pozostawieniem adrenaliny i kortyzolu?
Osoby cierpiące na chorobę Addisona, która jest stanem, w którym nadnercza nie działają prawidłowo, mogą reagować na stresujące sytuacje ostrą reakcją na stres, pomimo niższego poziomu hormonów nadnerczy.
W dalszych eksperymentach zespół badawczy przyjrzał się myszom, którym usunięto chirurgicznie gruczoły nadnerczy, przez co nie były w stanie wytwarzać kortyzolu i adrenaliny. Zwierzęta te nadal były w stanie wywołać ostrą reakcję stresową w obliczu stresora.
Naukowcy sugerują, że może to być spowodowane wyższym poziomem osteokalcyny u tych zwierząt.
Przetestowali tę hipotezę na myszach bez nadnerczy, które naukowcy zmodyfikowali genetycznie, aby zwierzęta nie były w stanie wytwarzać wysokich poziomów osteokalcyny. Bez tej zdolności zwierzęta nie były w stanie wywołać ostrej reakcji na stres, gdy naukowcy wystawili je na działanie stresora.
Wyniki te sugerują, że osteokalcyna może bezpośrednio wywoływać ostrą reakcję na stres, nawet przy braku adrenaliny i kortyzolu.
Rzeczywiście, kiedy naukowcy wstrzyknęli ten hormon myszom pod nieobecność stresora, zauważyli „znacznie zwiększone tętno, wydatek energetyczny i zużycie tlenu u myszy”, jak wyjaśniają w artykule.
„To całkowicie zmienia sposób, w jaki myślimy o tym, jak zachodzą ostre reakcje stresowe” - komentuje wyniki swoich badań dr Karsenty.
„Chociaż z pewnością nie wyklucza to, że hormony glukokortykoidowe mogą być zaangażowane w jakąś rolę w reakcji ostrego stresu, sugeruje to możliwość, że mogą być zaangażowane inne hormony […]”.
Dr Karsenty
Jednak zespół zwraca uwagę, że ich badanie ma ograniczenia. Na przykład nie wykazali dokładnie, w jaki sposób osteokalcyna może wywoływać charakterystyczne fizjologiczne objawy ostrej reakcji na stres.
Potrzebne są dalsze badania, aby bardziej szczegółowo określić ścieżki. Jednak badanie to podkreśla, jak wiele pozostaje jeszcze do odkrycia na temat złożonej interakcji między różnymi częściami ciała.
