生理激素周期控制体重增加

新的研究提供了第一个分子的理解为什么人们体重增加由于慢性压力,扰乱了昼夜节律,与糖皮质激素药物治疗:这是所有时间的下降和上升的一类激素称为糖皮质激素——主要的应激激素皮质醇,根据一项新的研究由斯坦福大学医学院的研究人员。

研究表明新的策略来减少体重增加通过控制激素脉冲的时间,玛丽说前线,博士,化学和系统生物学助理教授和这项研究的资深作者,4月3日在线发表在细胞代谢。

“这解释了为什么用糖皮质激素药物治疗,通常对于风湿性关节炎、哮喘患者偶函数,与肥胖联系在一起,这表明这种治疗方法的方法可以安全地不常见的副作用的体重增加和骨质流失,”她说。

脂肪细胞通常将以每年10%的速度;他们死,取而代之的是新分化的脂肪细胞。一直吸引着前线是我们呆在这个速度,和神秘的翻转开关,导致体重增加。

“现在我们知道了生理控制开关的代码,我们确定关键分子,“前线说。

研究小组发现,脂肪细胞成熟加大如果槽接触糖皮质激素持续不到12小时。

前线和她的团队做出这些发现在他们努力确定前体脂肪细胞的分子机制使用意识和过滤短脉冲和糖皮质激素的正常振荡。

24小时的激素周期

健康人的糖皮质激素水平上升和下降在一昼夜24小时周期,8点左右达到顶峰。,跌至最低点在第二天凌晨3点,然后回到顶峰大约5个小时后上升。的崛起是一个唤醒信号让我们感动和打开我们的欲望。糖皮质激素水平在我们的血液中也增加了压力,短期上涨引起的短期压力,如运动,和持续的水平是由慢性压力引起的。

研究人员早就知道,糖皮质激素触发前体细胞转化为脂肪细胞,并且我们的脂肪组织包含了大量过剩的前体细胞,可以转换,给出正确的信号。在健康的情况下,只有不到1%的人的前体脂肪细胞转化成脂肪细胞。这种低转化率是至关重要的替换受损细胞成熟和更新并维持健康的脂肪组织。

因此前线的迷惑:“那么停止正常健康每天增加我们的糖皮质激素水平由于昼夜节律和健康的短期压力造成我们所有转换成脂肪细胞前体细胞吗?为什么我们不淹没在脂肪每次糖皮质激素水平高在早晨由于正常的昼夜节律或当我们的糖皮质激素水平上升,当我们锻炼或从一个温暖的建筑的冷吗?为什么失去糖皮质激素分泌的正常节律,如慢性压力条件,时差和睡眠中断需要倒班,所以导致肥胖?”

糖皮质激素脉冲的时间之前没有研究,但前线认为它可能提供答案。

第一系列的实验,研究生Zahra Bahrami-Nejad和迈克尔·赵,该研究的作者,夜以继日的工作暴露前体脂肪细胞糖皮质激素在仔细定时脉冲的四天,交替沐浴petri-dish-grown细胞在液体和不使用糖皮质激素和保证总接触激素保持不变。他们染色和细胞成像,这样他们可以数的前体细胞向成熟脂肪细胞。他们发现一个脉冲的糖皮质激素持续48小时了大部分的细胞分化,而短脉冲之间至少有12个小时导致最小的分化。

发现前体是如何能够激素脉冲的持续时间和过滤短脉冲,研究人员利用单细胞成像跟踪蛋白质含量γ- ppar生活在成千上万的单个细胞几天而前体脂肪细胞。是一种γ- ppar蛋白质与脂肪细胞的成熟度:当水平增加到一定的阈值水平γ- ppar前体脂肪细胞,细胞前体将在转换为脂肪细胞。这个实验,Bahrami-Nejad已经工作了大约两年使用CRISPR基因编辑技术将荧光探针- ppar蛋白质前体脂肪细胞的所有生产。通过测量荧光,她和赵能够量化水平生产γ- ppar的细胞,这使他们第一次看单个细胞的前体细胞转化为脂肪细胞,因为它发生了。

依赖于两种类型的反馈

研究者的实验和计算机模拟表明,该系统必须依靠两种类型的积极反馈-快速和慢速使前体细胞能够忽略糖皮质激素的正常上升和下降,以及白天短脉冲,然而长脉冲响应。他们的工作曾发现一种叫做CEBP-alpha的蛋白质提供了快速积极的反馈——这意味着激活γ- ppar CEBP-alpha,这反过来激活,γ- ppar周期玩了三个小时。额外的研究发现了一个叫做FABP4作为一个关键的蛋白质慢- ppar的正反馈调节器。在这个反馈回路,需要34小时,激活FABP4,γ- ppar激活- ppar的回报。这允许继续建立γ- ppar在长脉冲,尽管它降低的趋势。

最后一步,他们探索活体动物的昼夜代码是否有效。在21天的小鼠的研究,研究人员发现,失去正常的昼夜节律对糖皮质激素导致动物的脂肪量的一倍。进行这个实验,博士后学者和研究合著者Stefan Tholen博士和德文Hunerdosse博士,糖皮质激素水平提高了植入小鼠丸中含有糖皮质激素。他们比较了这些老鼠的重量在组织植入老鼠的体重丸激素缺乏。虽然所有的老鼠吃相同,只有那些植入糖皮质激素体重增加。翻倍的脂肪量是由于创造新的脂肪细胞和现有的脂肪细胞的生长。

他们还发现,不增加脂肪发生只要他们提高了糖皮质激素,由注入,只在正常生理高峰时期——即使他们增加峰值四十倍的糖皮质激素水平。

控制体重的研究影响人类,前线说。“是的,你的压力的时机很重要。自前体细胞转化为脂肪细胞发生通过双稳态开关,这意味着你可以用脉冲控制的过程。我们的研究结果表明,即使你得到极大地强调或治疗类风湿性关节炎与糖皮质激素,你不会增加体重,只要压力或糖皮质激素治疗只发生在白天。但是如果你长期经验,持续的压力或晚上服用糖皮质激素,正常生理糖皮质激素振荡的产生的损失将导致体重显著增加,”她说。

食物和糖皮质激素之间的联系不是很好理解,前线说。她的一些新的实验旨在了解食品、胰岛素和糖皮质激素有关。

这篇文章被转载材料所提供的斯坦福大学医学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。