Wbrew temu, co od wielu lat słyszymy, to nie adrenalina odpowiada za reakcję w obliczu zagrożenia. Tak przynajmniej wynika z nowych badań. Głównym graczem w reakcji „walcz lub uciekaj” może być wytwarzana przez komórki kościotwórcze osteokalcyna.

W obliczu niebezpieczeństwa częstość akcji serca wzrasta, oddychanie staje się szybsze, a paliwo w postaci glukozy jest pompowane przez ciało, aby przygotować organizm do walki lub ucieczki.

Dotychczas uważano, że te zmiany fizjologiczne, które odpowiadają za reakcję „walcz lub uciekaj”, są częściowo wywoływane przez hormony, takie jak adrenalina. Jednak seria badań wykazała, że są one w rzeczywistości wyzwalane przez mało znany hormon wytwarzany przez kości – osteokalcynę.

Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Columbia University ukazało się na łamach pisma „Cell Metabolism”.

Badacze sugerują, że kręgowce nie są w stanie uzyskać odpowiedzi na niebezpieczeństwo bez układu szkieletowego. Odkryli oni, że prawie natychmiast po tym, jak mózg rozpozna niebezpieczeństwo, instruuje układ szkieletowy, aby zalał krwiobieg hormonem osteokalcyny, który jest potrzebny do zainicjowania reakcji „walcz lub uciekaj”.

– W przypadku kręgowców ostra reakcja na stres nie jest możliwa bez osteokalcyny. To całkowicie zmienia nasz sposób myślenia – powiedział dr Gérard Karsenty z Columbia University.

Zespół Karsentego wykazał, że szkielet ma ukryty wpływ na inne narządy. Wcześniejsze badania ujawniły, że szkielet uwalnia osteokalcynę, białko wiążące wapń wytwarzane przez nasze kości, które przemieszcza się przez krew, aby wpływać na funkcje trzustki, mózgu, mięśni i innych narządów.

Uczni wykazali również, że osteokalcyna pomaga regulować metabolizm, zwiększając zdolność komórek do przyjmowania glukozy, poprawia pamięć i pomaga zwierzętom biegać szybciej z większą wytrzymałością.

– Kości wyewoluowały, by chronić nas przed zagrożeniami. Czaszka chroni mózg przed urazem, szkielet pozwala kręgowcom uciec przed drapieżnikami, nawet kości w uchu ostrzegają nas przed zbliżającym się niebezpieczeństwem. W takim ujęciu funkcje hormonalne osteokalcyny zaczynają mieć sens – wyjaśnił Karsenty.

Karsenty postawił hipotezę, że jeśli kości ewoluowały, jako sposób na uniknięcie niebezpieczeństwa, to szkielet powinien również brać udział w ostrej reakcji na stres, która jest aktywowana w obecności zagrożenia.

Jeśli zatem osteokalcyna pomaga w ostrej reakcji na stres, musi działać szybko, w ciągu pierwszych kilku minut po wykryciu niebezpieczeństwa. W nowych badaniach naukowcy podrzucili do klatek z myszami mocz drapieżnika. Traktowali je także innymi stresorami i szukali zmian we krwi. Zestresowane gryzonie już w ciągu 2–3 minut od kontaktu ze stresorem wykazywały wzrost poziomu osteokalcyny.

Gwałtowny wzrost osteokalcyny zaobserwowano także u ludzi, którzy byli wystawieni na stresujące sytuacje – na przykład podczas wystąpień publicznych. Gdy poziom osteokalcyny wzrastał, rosła również częstość akcji serca, temperatura ciała i poziom glukozy we krwi.

Badania pokazały także, że myszy, które zostały genetycznie zmodyfikowane tak, by nie były w stanie wytworzyć osteokalcyny lub jej receptora, były całkowicie obojętne na stresor. – Bez osteokalcyny nie zareagowały odpowiednio na niebezpieczeństwo. Na wolności miałyby krótki dzień – podkreślił Karsenty.

Naukowcom udało się także wywołać ostrą reakcję na stres u gryzoni bez widocznego niebezpieczeństwa poprzez wstrzyknięcie dużych ilości osteokalcyny. Wystarczył ledwie ruch, by u gryzoni widoczny był wzrost częstości akcji serca i temperatury.

Zdolność do inaktywacji pojedynczych genów w określonych komórkach zwierząt i w określonych sytuacjach, doprowadziła do identyfikacji wielu nowych relacji między organami. Szkielet jest tylko jednym z przykładów. Serce i mięśnie wywierają również wpływ na inne narządy. – Nie mam wątpliwości, że istnieje wiele nowych sygnałów między narządami do odkrycia – ocenił Karsenty.

 

 

 

ŹródłoColumbia University Irving Medical Center, sciencemag.org