В костях мышей нашли гормон стресса

Мыши, лишенные надпочечников, то есть источников адреналина, все равно могут реагировать на стресс. При этом у них в крови растет концентрация остеокальцина — вещества, которое выделяют кости. Ученые показали, что остеокальцин появляется в ответ на самые разные стрессовые факторы, действует на множество тканей организма одновременно и блокирует работу парасимпатической нервной системы, то есть действует как настоящий гормон стресса. Работа опубликована в журнале Cell Metabolism.

Костную ткань можно в некотором смысле считать эндокринной железой. По крайней мере, она выделяет в кровь собственный гормон — остеокальцин, и мы уже довольно много знаем о его влиянии на организм человека и других млекопитающих. Остеокальцин нужен для нормального обмена веществ, улучшает память и выносливость. Однако до сих пор неясно, как одному гормону удается взять на себя такие разные функции и почему такой важный, казалось бы, гормон производят кости, а не настоящие эндокринные железы.

Джулиан Бергер (Julian Meyer Berger) и его коллеги из Медицинского центра Ирвинга при Колумбийском университете предложили свое объяснение феномену остеокальцина. Они считают, что он играет роль гормона стресса — это объяснение может увязать вместе все разнообразие его воздействий.

Чтобы проверить свое предположение, исследователи подействовали на мышей разными стрессовыми факторами: долгим обездвиживанием, короткими ударами током и 2,4,5-триметилтиазолином, пахучим веществом из лисьей мочи. В ответ на все эти стимулы в крови животных выросла концентрация остеокальцина.

Затем ученые создали культуру клеток костной ткани и подтвердили, что они действительно выделяют остеокальцин, причем никакие другие гормоны на этот процесс не влияют. Сигнал к клеткам приходит, судя по всему, из нервной ткани — по крайней мере, когда у мышей заблокировали передачу нервных импульсов на периферии тела, остеокальцин не появлялся в ответ на стресс.

После этого исследователи изучили, как организм мышей реагирует на остеокальцин. В течение первых минут после предъявления стрессового стимула у здоровых мышей ускорялось сердцебиение, росли уровень потребления кислорода, температура тела, количество глюкозы в крови и интенсивность обмена веществ (количество затраченных калорий). У мутантных мышей, которым ученые выключили ген остеокальцина, этот ответ на стресс был гораздо слабее. Того же эффекта исследователи добились и у здоровых мышей, когда заблокировали рецептор к остеокальцину в периферических тканях, вне центральной нервной системы. Таким образом они показали, что остеокальцин вызывает стресс-реакцию, действуя на разные органы напрямую.

Далее ученые проверили, как остеокальцин взаимодействует с периферической нервной системой. Оказалось, что работа симпатической нервной системы, которая отвечает за стресс-реакцию, не изменяется при введении гормона стресса в организм. А вот парасимпатические нейроны, наоборот, начинают работать гораздо слабее. То есть остеокальцин действует как блокатор парасимпатической нервной системы, которая отвечает за расслабление организма, и тем самым вызывает стресс-реакцию.

Наконец, исследователи проверили, достаточно ли одного остеокальцина для реакции на стресс. Для этого они использовали мышей с удаленными надпочечниками — железами, которые производят другие гормоны стресса: адреналин и кортикостероиды. Мыши, которые потеряли надпочечники, не лишились при этом способности реагировать на стресс, — в отличие от тех, у кого был выключен ген остеокальцина.

Таким образом, авторы работы подтвердили свои предположения, что гормон из костей можно рассматривать как полноценный гормон стресса: он вызывает стресс-реакцию во множестве органов одновременно, появляется в ответ на разные стимулы и не зависит от других гормонов стресса. Это объясняет разнообразие его функций: для того, чтобы выжить в стрессовой ситуации, организму требуется перераспределить ресурсы между системами органов и скорректировать работу нервной системы.

Тем не менее, стрессовая ситуация не всегда благоприятно сказывается на работе мозга: в некоторых случаях она может привести к потере бдительности.

Полина Лосева

https://nplus1.ru