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