스트레스 호르몬과 신진대사와의 연관성
스트레스 호르몬과 신진대사
연구자들은 마우스를 사용하여 스트레스 호르몬이 24 시간 주기 동안 어떻게 지방과 당 수준을 조절하는지 밝혀냈습니다. 또한 고칼로리 식이의 대사주기의 시간에 대한 민감도를 변화시킬 수 있음을 보여주었습니다.
생쥐를 이용한 새로운 연구에서는 식이요법, 스트레스 호르몬, 신진대사 및 신체 시계 사이의 연관성을 시험했습니다. 이 새로운 연구는 식사 그리고 잠에서 깨어나기 전, 수면 및 단식 중에 수치가 급격히 오르는 스트레스 호르몬의 리듬 특성을 설명하는데 도움이 됩니다. 또한 이 연구의 발견은 호르몬 주기가 당과 지방을 저장하고 방출을 하는 간의 일상과 어떻게 연결되어 있는가를 분명히 합니다.
최근의 논문은 연구자들이 쥐의 간에서 글루코코티코이드(Glucocorticoid) 활동을 조사하여 어떻게 이러한 발견을 했는지 설명합니다. 글루코코티코이드 수용체는 항염증 합성스테로이드의 표적이기도 하기 때문에 글루코코티코이드 약물은 비만인 분과 그렇지 않은 분에게 다른 영향을 미칠 수 있습니다.
스트레스 호르몬 최고치와 약해짐
부신은 뇌의 시계 관련 신호의 조절을 통해 아침에 글루코코티코이드 호르몬을 방출합니다. 신체의 모든 세포에 존재하는 생물학적 시계는 매일 호르몬 분비시기를 조절하는데 도움이 됩니다. 햇빛과 생활양식 요소는 생물학적 시계의 동기화를 유지하는데 도움이 됩니다.
땀샘은 또한 스트레스에 반응하여 호르몬을 분비하므로 스트레스 호르몬이라고도 합니다. 스트레스 호르몬은 깨어나기 전에 최고 점에 도달하여 지방과 당의 양을 늘려서 신체가 하루의 활동을 준비 할 수 있도록 도와줍니다.
그러나, 근무교대나 시차와 같이 생물학적 시계에 혼란을 주게 되면, 신진대사가 잘못되고, 제 2 형 당뇨병, 비만, 지방간과 같은 관련 장애를 유발할 수 있습니다. 글루코코티코이드 약물과 쿠싱증후군 (Cushing syndrome)질환은 글루코코티코이드 수준을 높이며, 동일한 효과를 가질 수 있습니다.
정상적인 항상성을 유지하는 맥락에서 글루코코르티코이드의 일일 최고치는 매우 중요합니다. 일시적인 피크는 혈관 긴장도와 주의력을 증가시키고 에너지를 동원하며 면역체계에 프라이밍 효과를 줍니다. 본질적으로, 아침에 코티솔을 복용하면 하루 중 잠재적인 어려움에 직면할 수 있도록 준비됩니다.
하루 종일 직면하는 스트레스는 부신에서 글루코코르티코이드의 추가 펄스를 유도하여 지속적이고 높은 글루코코르티코이드 수치를 유도할 수 있습니다. 이는 동일한 생리학적 반응을 생성하지만 크기는 더 커집니다.
예를 들어, ‘싸움 또는 도피’ 상황에서 글루코코르티코이드는 혈관 긴장도와 각성도를 높이고, 에너지를 동원하고(달리기 준비), 면역체계를 준비시킵니다(부상에 대비). 이러한 준비 효과는 스트레스 요인을 극복할 수 있는 가능성을 증가시켜 정상적인 항상성을 빠르게 회복시킬 수 있습니다.
강력한 면역억제 호르몬이 면역 체계를 강화한다는 것은 역설적으로 보이지만, 면역 세포의 활성화를 촉진하는 것은 유익합니다. 이는 병원체/부상을 감지하고 그에 따라 대응하는 면역체계의 능력을 증가시키며, 균형을 회복하기 위해 해결 및 복구를 촉진합니다.
그러나 만성 감염이나 질병의 맥락에서 글루코코르티코이드의 역할은 확대를 방지하고 손상을 제한하기 위해 변경됩니다. 글루코코르티코이드는 손상된 조직 내의 세포에 직접 작용하여 면역 세포를 유인하는 염증 신호(사이토카인, 케모카인)의 생성을 차단합니다.
그들은 면역 세포에 직접 작용하여 조직에 침투하는 능력을 억제하고 일부 세포 유형에서는 사망을 유도합니다. 글루코코르티코이드는 또한 세포 잔해를 제거하고 복구를 촉진하며 지속적인 손상(예: 섬유증)을 예방하는 데 도움이 되는 청소부 면역 세포의 활성화를 촉진합니다. 세포 수준에서 글루코코르티코이드는 세포 특이적 및 상황 특이적 방식으로 대사, 염증, 부착, 이동 및 생존을 제어할 수 있습니다.
글루코코티코이드 수용체에 중점
새로운 연구는 글루코코티코이드 수용체에 집중함으로써 일일 스트레스 호르몬 상승, 생물학적 시계 및 신진대사 주기 사이의 연결을 이해하는 것을 목표로 했습니다. 글루코코티코이드는 신진대사 및 면역성에서 뼈 성장 및 인지에 이르는 다양한 기능의 분자 과정을 조절합니다.
신체의 거의 모든 세포에는 이러한 호르몬에 대한 수용체가 있습니다. 일치하는 수용체가 없으면 호르몬이 세포에 들어가서 영향을 줄 수 없습니다. 새로운 연구를 위해 연구팀은 일치하는 수용체의 특성을 평가하여 생쥐 간에서 글루코코티코이드의 대사 활동을 조사했습니다.
그들은 24 시간 주기에 걸쳐 4 시간 마다 쥐의 간에서 글루코코티코이드 수용체에 일어난 일을 매핑하기 위해 다양한 고급 기술을 사용했습니다. 그들은 두 그룹의 생쥐를 사용했습니다. 한 그룹은 정상적인 식이요법을 하고 다른 그룹은 고지방식이를 먹였습니다.
연구팀은 또한 글루코코티코이드 분비가 매일 급증한 결과 생쥐의 24 시간 간 대사에 어떤 일이 일어났는지 자세히 조사했습니다. 그들이 사용한 방법은 글루코코티코이드의 효과가 동물들이 수면 중에 금식했을 때와 그들이 깨어 있고, 활동적일 때 먹이를 먹었을 때랑 달랐음을 보여 주었습니다.
스트레스 호르몬은 일주기 유전자를 조절
연구진은 글루코코티코이드 수용체가 간 세포의 게놈과 시간에 민감한 결합을 통해 이러한 효과를 발휘한다는 것을 발견했습니다. 또한 수용체와 관련된 스트레스 호르몬은 거의 모든 24 주기 유전자를 조절하는데 도움이 되는 것으로 보입니다.
글루코코티코이드 수용체 (Glucocorticoid receptor)가 일주기 (circadian) 진폭을 동기화시키는데 중요한 역할을 합니다. 우리의 진동하는 유전자의 대부분은 글루코코티코이드 수용체 (glucocorticoid receptor) 에 의해 좌우됩니다.
연구자들은 수용체가 결여된 쥐의 간이 밤낮에 따라 지방과 당의 수준을 조절하지 않았다는 것을 밝혔습니다. 연구팀은 이번 연구결과는 낮과 비교했을 때 간이 혈액 내 당과 지방의 수준을 밤과 다르게 조절하는 방법을 밝히고 있다고 설명했습니다. 추가 실험 세트는 또한 정상체중과 비만의 쥐가 글루코코티코이드 약물에 대해 다르게 반응한다는 것을 밝혀냈습니다.
연구팀은 이번 연구가 식이요법이 대사조직에 대한 호르몬과 약물의 효과를 바꿀 수 있음을 보여준 첫 번째 연구라고 믿습니다. 연구자들은 이번 발견이 건강과 질병에서 생물학적 시계의 역할을 강조하는 새로운 크로노의학 분야에 정보를 제공하는데 도움이 될 것이라고 설명합니다.
어떻게 글루코코티코이드가 간에서의 유전자 활동의 24 시간 주기를 조절하고, 결과적으로 당과 지방의 혈중 농도를 제어하는 방법을 이해하는 새로운 크로노의학 (chronomedicine)에 대한 통찰력 및 대사질환의 발전을 제공할 수 있습니다.
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