Fight-or-flight: Adakah tulang kita berperanan?
Adrenalin dan kortisol mendorong tindak balas pertarungan atau penerbangan kami. Atau kita berfikir sehingga sekarang. Satu kajian baru menunjukkan jari pada molekul tulang osteocalcin sebagai pemain utama dalam mekanisme survival ini.
Tindak balas tekanan akut, atau tindak balas pertarungan atau penerbangan, adalah mekanisme bertahan yang membolehkan haiwan bertindak balas dengan cepat terhadap situasi yang mengancam.
Pada manusia, kegembiraan adrenalin yang biasa menyertai perasaan bahaya. Kami bersiap untuk melawan ancaman yang akan datang atau melarikan diri darinya sebelum tubuh dan minda kita tenang dan kembali ke keadaan rehat.
Pada tahap fisiologi, tindak balas tekanan akut melihat sistem saraf simpatik menghantar isyarat ke kelenjar adrenal, yang melepaskan adrenalin dan kortisol sebagai tindak balas. Kenaikan suhu badan, peningkatan tenaga yang tersedia dalam darah dalam bentuk glukosa, serta degupan jantung dan nafas yang lebih cepat, ikuti ini.
Walau bagaimanapun, persoalan tetap menjadi pendorong utama di sebalik proses tersebut.
Dalam makalah dalam jurnal Metabolisme Sel, Dr Gerard Karsenty, seorang profesor di Jabatan Genetik dan Pembangunan di Columbia University Irving Medical Center di New York, menjelaskan bahawa hormon glukokortikoid, seperti kortisol, bertindak lambat, dan "memerlukan berjam-jam untuk mengatur proses fisiologi, sesuatu yang nampaknya tidak konsisten dengan perlunya tindak balas segera. "
Dr. Karsenty dan rakan-rakannya mendedahkan pemain baru yang mengejutkan dalam peraturan tindak balas stres akut.
Tindak balas tekanan 'tidak mungkin' tanpa tulang
Pasukan penyelidik di sebalik kajian baru ini mempunyai minat lama terhadap peranan yang dimainkan oleh tulang di dalam badan kita. Setelah dianggap sebagai struktur yang membuat kita tegak, penyelidikan Dr. Karsenty menunjukkan bahawa molekul yang dilepaskan dari tulang mempunyai kesan yang jauh pada organ seperti otak, otot, dan usus kita.
"Pandangan tulang sebagai sekumpulan tiub terkalsifikasi sangat tertanam dalam budaya bioperubatan kita," jelasnya.
Yang menarik perhatian adalah osteocalcin hormon yang berasal dari tulang, yang oleh para penyelidik terlibat dalam pelbagai proses fisiologi, seperti rembesan insulin, fungsi otak, dan kesuburan lelaki.
Tetapi di manakah tindak balas tekanan akut sesuai dengan gambar ini?
"Sekiranya anda menganggap tulang sebagai sesuatu yang berkembang untuk melindungi organisma dari bahaya - tengkorak melindungi otak dari trauma, kerangka itu memungkinkan tulang belakang melepaskan diri dari pemangsa, dan bahkan tulang di telinga memberi peringatan kepada kita untuk mendekati bahaya - fungsi hormon osteocalcin mula masuk akal, ”kata Karsenty.
Untuk kajian mereka, pasukan mengukur tahap osteocalcin pada tikus yang terdedah kepada keadaan makmal yang tertekan. Mereka juga mengukur tahap osteocalcin 20 sukarelawan manusia sebelum dan 30 minit setelah 10 minit tugas perbincangan awam dan pemeriksaan balas.
Dalam semua kes, para penyelidik memerhatikan peningkatan kadar osteokalsin, tetapi tidak pada tahap hormon yang berasal dari tulang yang lain.
Pada tikus, khususnya, pasukan mendapati lonjakan pesat dalam kadar osteocalcin yang mencapai puncaknya setelah 2.5 minit ketika para penyelidik mendedahkan haiwan tersebut kepada komponen urin rubah.
Apabila pasukan itu mendedahkan tikus rekayasa genetik yang tidak dapat menghasilkan osteocalcin kepada stres, mereka tidak melihat tanda-tanda fisiologi tindak balas tekanan akut.
"Pada vertebrata tulang, tindak balas tekanan akut tidak mungkin dilakukan tanpa osteocalcin," komen Karsenty mengenai penemuannya.
Bagaimana dengan cuti adrenalin dan kortisol?
Orang yang menghidap penyakit Addison, yang merupakan keadaan di mana kelenjar adrenal tidak berfungsi dengan baik, dapat bereaksi terhadap situasi stres dengan tindak balas tekanan akut, walaupun mempunyai tahap hormon adrenal yang lebih rendah.
Dalam eksperimen lebih lanjut, pasukan penyelidik melihat tikus yang kelenjar adrenal mereka dikeluarkan secara pembedahan dan dengan demikian tidak dapat menghasilkan kortisol dan adrenalin. Haiwan ini masih dapat memberi tindak balas tekanan yang teruk ketika berhadapan dengan tekanan.
Ini mungkin disebabkan oleh tahap osteocalcin yang lebih tinggi pada haiwan ini, kata para penyelidik.
Mereka menguji hipotesis ini menggunakan tikus tanpa kelenjar adrenal yang para saintis telah diubahsuai secara genetik lebih jauh sehingga haiwan tersebut tidak dapat menghasilkan kadar osteocalcin yang tinggi. Tanpa kemampuan ini, haiwan tidak dapat memberi tindak balas stres akut ketika para penyelidik mendedahkannya kepada stres.
Hasil ini menunjukkan bahawa osteocalcin secara langsung dapat mendorong tindak balas tekanan akut, walaupun tanpa adrenalin dan kortisol.
Sesungguhnya, ketika para penyelidik menyuntik hormon tersebut pada tikus tanpa adanya tekanan, mereka melihat "peningkatan kadar denyutan jantung, perbelanjaan tenaga, dan penggunaan oksigen pada tikus," seperti yang mereka jelaskan dalam makalah tersebut.
"Ini benar-benar mengubah bagaimana kita memikirkan bagaimana tindak balas tekanan akut berlaku," Dr. Karsenty memberi komen mengenai hasil kajiannya.
"Walaupun ini tentu tidak mengesampingkan bahawa hormon glukokortikoid mungkin terlibat dalam beberapa kapasiti dalam tindak balas tekanan akut, ini menunjukkan kemungkinan hormon lain [...] boleh terlibat."
Dr. Karsenty
Walau bagaimanapun, pasukan menunjukkan bahawa kajian mereka mempunyai batasan. Mereka tidak menunjukkan dengan tepat bagaimana osteocalcin dapat menghasilkan tanda-tanda fisiologi ciri tindak balas tekanan akut, misalnya.
Kajian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan butiran laluan dengan lebih terperinci. Walau bagaimanapun, kajian ini menunjukkan berapa banyak yang masih perlu dijumpai mengenai interaksi kompleks antara bahagian tubuh kita yang berbeza.
