Diet, jam badan, hormon, dan metabolisme: Apa kaitannya?
Dengan menggunakan tikus, para saintis telah mendedahkan untuk pertama kalinya bagaimana hormon stres mengawal tahap lemak dan gula dalam kitaran 24 jam. Di samping itu, mereka telah menunjukkan bahawa diet berkalori tinggi dapat mengubah kepekaan masa metabolisme.
Kajian baru, yang diketuai oleh penyelidik dari Helmholtz Zentrum München dan Pusat Penyelidikan Diabetes Jerman (DZD), juga di Munich, Jerman, membantu menjelaskan sifat hormon tekanan yang berirama, yang tahapnya melonjak sebelum bangun dan memberi makan dan surut semasa tidur dan berpuasa.
Penemuan ini juga menjelaskan bagaimana kitaran hormon ini berkaitan dengan rutin harian yang diikuti hati dalam menyimpan dan membebaskan gula dan lemak.
Baru-baru ini Sel Molekul makalah menerangkan bagaimana para penyelidik membuat penemuan ini dengan menyiasat aktiviti glukokortikoid pada hati tikus.
Kerana reseptor glukokortikoid juga menjadi sasaran steroid sintetik anti-radang, hasilnya menunjukkan bahawa ubat glukokortikoid boleh memberi kesan yang berbeza pada orang dengan dan tanpa kegemukan.
Hormon stres memuncak dan berkurang
Kelenjar adrenal melepaskan hormon glukokortikoid pada waktu pagi di bawah kawalan isyarat berkaitan jam dari otak.
Jam biologi yang berada di setiap sel tubuh membantu mengatur masa pelepasan hormon setiap hari. Faktor cahaya matahari dan gaya hidup membantu memastikan jam biologi selaras.
Kelenjar juga melepaskan hormon sebagai tindak balas kepada tekanan, itulah sebabnya mereka juga disebut hormon stres.
Hormon tekanan mencapai puncaknya sebelum bangun tidur, membantu tubuh untuk bersiap untuk melakukan aktiviti seharian dengan mendapatkan tenaga dari kadar lemak dan gula yang meningkat.
Namun, gangguan pada jam biologi - seperti dari shift kerja atau melalui jetlag - dapat mengganggu metabolisme dan menyumbang kepada gangguan yang berkaitan, seperti diabetes jenis 2, obesiti, dan hati berlemak.
Ubat glukokortikoid dan keadaan yang disebut sindrom Cushing, kedua-duanya meningkatkan tahap glukokortikoid, boleh memberi kesan yang sama.
Kajian tertumpu pada reseptor glukokortikoid
Kajian baru ini bertujuan untuk memahami hubungan antara lonjakan hormon tekanan harian, jam biologi, dan kitaran metabolik dengan memberi tumpuan kepada reseptor glukokortikoid.
Glukokortikoid mengatur banyak proses molekul dalam fungsi mulai dari metabolisme dan kekebalan hingga pertumbuhan tulang dan kognisi.
Hampir setiap sel badan mempunyai reseptor untuk hormon ini. Tanpa reseptor yang sepadan, hormon tidak dapat memasuki sel dan mempengaruhinya.
Untuk kajian baru, pasukan menyiasat aktiviti metabolik glukokortikoid pada hati tikus dengan menilai sifat reseptor yang sepadan.
Mereka menggunakan pelbagai teknik canggih untuk memetakan apa yang terjadi pada reseptor glukokortikoid pada hati tikus setiap 4 jam dalam kitaran 24 jam. Mereka menggunakan dua kumpulan tikus: satu kumpulan menjalani diet normal, dan kumpulan lain diberi diet tinggi lemak.
Pasukan itu juga meneliti secara terperinci apa yang terjadi pada metabolisme hati 24 jam tikus akibat lonjakan harian dalam rembesan glukokortikoid.
Kaedah yang mereka gunakan membolehkan mereka menunjukkan bahawa kesan glukokortikoid berbeza ketika haiwan berpuasa ketika tidur, dan ketika mereka makan ketika mereka terjaga dan aktif.
Hormon stres mengatur gen sirkadian
Para penyelidik mendapati bahawa reseptor glukokortikoid memberikan kesan ini melalui pengikatan sensitif masa dengan genom sel hati.
Di samping itu, nampaknya reseptor, dan oleh itu hormon tekanan yang berkaitan, membantu mengatur hampir semua gen sirkadian.
"Menyoroti peranan dominan [reseptor glukokortikoid] memainkan dalam menyegerakkan amplitud sirkadian," tulis penulis, "kami mendapati bahawa majoriti gen berayun terikat dan bergantung pada [reseptor glukokortikoid]."
Para penyelidik menunjukkan bahawa hati tikus yang kekurangan reseptor tidak mengawal kadar lemak dan gula mengikut siang dan malam.
Pasukan menunjukkan bahawa penemuan itu menunjukkan bagaimana hati mengawal kadar gula dan lemak dalam darah secara berbeza pada siang hari dibandingkan dengan waktu malam.
Satu set eksperimen yang lebih jauh juga menunjukkan bahawa berat badan normal dan tikus gemuk berbeza dengan ubat glukokortikoid.
Pasukan ini percaya bahawa kajian ini adalah yang pertama menunjukkan bahawa diet dapat mengubah pengaruh hormon dan ubat pada tisu metabolik.
Para penyelidik mencadangkan bahawa penemuan mereka akan membantu memberitahu bidang kronomedicine yang muncul, yang menekankan peranan jam biologi dalam kesihatan dan penyakit.
"Kami dapat menggambarkan hubungan baru antara gaya hidup, hormon, dan fisiologi pada tahap molekul, menunjukkan bahawa orang gemuk boleh bertindak balas secara berbeza terhadap rembesan hormon harian atau terhadap ubat glukokortikoid," kata penulis kajian kanan Nina Henriette Uhlenhaut, seorang profesor di Helmholtz Zentrum München .
"Memahami bagaimana glukokortikoid mengawal kitaran aktiviti gen 24 jam di hati dan akibatnya kadar gula dan lemak dalam darah memberikan gambaran baru mengenai kronomedicine dan perkembangan penyakit metabolik."
Prof Nina Henriette Uhlenhaut
