Nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí, có thể đã tìm thấy lý do tại sao tiếp xúc lâu dài với stress là liên quan mật thiết với bệnh béo phì. Câu trả lời nằm trong mối quan hệ giữa các tế bào mỡ và thời gian của các kích thích tố căng thẳng.
Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Mary Teruel, trợ lý giáo sư hóa học và hệ thống sinh học tại Đại học Y khoa Stanford ở California, đã bối rối bởi một quá trình tự nhiên và nổi tiếng khác mà qua đó cơ thể chúng ta tạo ra các tế bào mỡ.
Trong cơ thể con người, cái gọi là tiền chất, hoặc các tế bào tiền thân – tức là trạng thái trung gian giữa một tế bào gốc không phân biệt và một tế bào hoàn toàn khác biệt – biến thành tế bào mỡ, dẫn đến tăng cân.
Một người khỏe mạnh biến không quá 1% tế bào tiền chất của họ thành tế bào mỡ, và làm như vậy khi được kích thích bởi các hormon gọi là glucocorticoids.
Glucocorticoid là các hormon steroid tự nhiên do cơ thể con người tạo ra để làm giảm viêm. Như Teruel và các đồng nghiệp giải thích trong bài báo của họ, mức glucocorticoids của một người tự nhiên tăng và giảm trong suốt cả ngày, một chu kỳ được điều chỉnh bởi nhịp sinh học của chúng ta.
Nhưng những kích thích tố này cũng có thể được thúc đẩy bởi các kích thích bên ngoài, chẳng hạn như căng thẳng ngắn hạn hoặc dài hạn. Tuy nhiên, điều tra viên cao cấp của nghiên cứu mới đã tìm thấy điều này hấp dẫn.
“Tại sao chúng ta không chết đuối trong chất béo mỗi khi nồng độ glucocorticoid tăng cao vào buổi sáng do nhịp sinh học bình thường hoặc khi mức glucocorticoid tăng đột biến khi chúng ta tập thể dục hoặc đi từ một tòa nhà ấm vào lạnh?” Teruel tự hỏi.
“Và tại sao mất nhịp điệu bình thường của bài tiết glucocorticoid – chẳng hạn như trong các tình trạng căng thẳng mãn tính, tụt hậu do máy bay phản lực, và gián đoạn giấc ngủ ở những người làm việc thay đổi – do đó liên quan đến béo phì?”
Những câu hỏi như vậy đã khiến Teruel và đồng nghiệp của cô phải bắt tay vào nghiên cứu mới.
Làm thế nào để glucocorticoids ảnh hưởng đến tế bào mỡ?
Để tìm ra câu trả lời, các nhà khoa học đã thực hiện một số thí nghiệm. Trong nhóm đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã tắm các tế bào mỡ tiền chất trong một hỗn hợp glucocorticoid trong “nhịp điệu nhịp nhàng” trong khoảng thời gian 4 ngày.
Họ đếm có bao nhiêu tế bào tiền thân biến thành tế bào mỡ, và phát hiện ra rằng một xung dài 48 giờ của kích thích tố khiến cho hầu hết các tế bào biến thành tế bào mỡ, trong khi các xung ngắn hơn dẫn đến sự phân biệt tế bào tối thiểu.
Teruel và các đồng nghiệp muốn nghiên cứu sâu hơn, vì vậy họ đã phóng to các cơ chế phân tử mà qua đó các tế bào tiền thân có thể “nói” khi biến thành các tế bào mỡ. Các nhà khoa học bị hấp dẫn như những gì làm cho các tế bào tiền thân bỏ qua các xung ngắn nhưng phản ứng với những xung dài hơn.
Để giải quyết bí ẩn, họ đã sử dụng hình ảnh trực tiếp tế bào đơn để theo dõi hoạt động của một protein được biết là tương quan với sự khác biệt và sự trưởng thành của tế bào mỡ: PPAR-gamma (PPARG).
Theo dõi protein này trong hàng ngàn tế bào trong quá trình vài ngày và sử dụng mô hình máy tính cho thấy có hai loại phản hồi giúp các tế bào tiền thân bỏ qua chu kỳ sinh học bình thường của glucocorticoids và lọc ra chỉ các xung nội tiết dài.
Cụ thể, các tác giả viết, “bộ lọc sinh học này yêu cầu phản hồi tích cực nhanh và chậm đối với PPARG.” Dựa trên nghiên cứu trước đây của họ, các nhà khoa học cũng tìm thấy các protein khác làm trung gian một vòng phản hồi 34 giờ cho phép PPARG tiếp tục tích tụ, dẫn đến nhiều tế bào mỡ hơn.
“Bây giờ chúng tôi biết mã circadian kiểm soát việc chuyển đổi, và chúng tôi đã xác định các phân tử quan trọng có liên quan,” Teruel nói.
Cuối cùng, các nhà khoa học đã phải kiểm tra nếu mã sinh học mới được xác định này hoạt động theo cách tương tự ở động vật có vú. Vì vậy, trong quá trình 21 ngày, chúng làm tăng mức glucocorticoid trong một nhóm chuột và so sánh trọng lượng của chúng với nhóm đối chứng của loài gặm nhấm.
Thí nghiệm cho thấy những con chuột tăng glucocorticoid tăng gấp đôi trọng lượng như là nhóm chuột điều khiển. Điều này, các nhà khoa học tìm thấy, là do không chỉ sản xuất các tế bào mỡ mới, mà còn do sự phát triển của những tế bào đã tồn tại.
Sự căng thẳng liên tục có thể dẫn đến tăng cân
Teruel cho biết, tại sao điều trị bằng thuốc glucocorticoid, thường cần thiết cho những người bị viêm khớp dạng thấp và hen suyễn, thậm chí có liên quan đến béo phì, và [gợi ý] cách thức điều trị một cách an toàn mà không có tác dụng phụ thường gặp của tăng cân và mất xương. “
Ngoài ra, các điều tra viên cấp cao lưu ý cách nghiên cứu chiếu sáng quá trình tăng cân do căng thẳng gây ra ở người, cũng như cung cấp manh mối về cách kiểm soát nó.
“Vâng, thời gian của sự căng thẳng của bạn không quan trọng,” cô nói. “Vì sự biến đổi của các tế bào tiền chất thành các tế bào mỡ xảy ra thông qua một công tắc có thể bẻ khóa, nó có nghĩa là bạn có thể kiểm soát quá trình với xung.”
“Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng ngay cả khi bạn bị stress hoặc điều trị viêm khớp dạng thấp với glucocorticoid, bạn sẽ không tăng cân”, Teruel tiếp tục, miễn là điều trị stress hoặc glucocorticoid xảy ra chỉ trong ngày.
“Nhưng nếu bạn bị căng thẳng mãn tính, liên tục hoặc dùng glucocorticoid vào ban đêm, sự mất kết quả của các dao động glucocorticoid bình thường của circadian sẽ dẫn đến tăng cân đáng kể.”
Mary Teruel
