Уровень гормона, регулирующего энергетический обмен и пищевое поведение, изменяется после стресса

Гормон метаболизма FGF21 продуцируется печенью в ответ на голодание или метаболический стресс, а также на дефекты митохондриального окислительного фосфорилирования, вызванные генетическим заболеванием. Роль FGF21 в метаболизме, регуляции потребления пищи, уровня глюкозы и развитии диабета изучается уже более двух десятилетий. Авторы статьи, опубликованной в Nature Metabolism, впервые показали, что психологический стресс сам по себе, в отсутствие физической нагрузки, изменяет уровень FGF21 в кровотоке. Они также выявили связь между изменениями уровней FGF21 и связанных со стрессом нейроэндокринных гормонов. FGF21 может быть связующим звеном между психическим состоянием человека и метаболизмом, опосредуя влияние стресса на состояние здоровья и старение.

«Это первое доказательство того, что FGF21 реагирует на психический стресс, действуя как гормональный мост между телом и разумом», — говорит руководитель работы Мартин Пикар из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Очевидно, что связь между психическим состоянием и метаболизмом должна существовать, поскольку реакция на стресс требует энергии. Авторы нового исследования предположили, что митохондриальные дефекты и психосоциальные факторы могут совместно влиять на FGF21. Чтобы экспериментально исследовать этот вопрос, они ранее организовали исследование Mitochondrial Stress, Brain Imaging and Epigenetics (MiSBIE), в котором изучались изменения уровня FGF21 после острого психологического стресса у 70 здоровых людей и у 40 пациентов с митохондриальными заболеваниями (MitoD), нарушающими энергетический обмен.

Как и ожидалось, концентрации FGF21 в сыворотке крови были высокими натощак и снижались после еды, но в группе MitoD снижение было менее выраженным. Затем участники проходили стандартный тест с социальным стрессом (им предлагали представить, будто их обвиняют в краже товара из магазина, и произнести короткую речь в свою защиту перед зеркалом и камерой). Перед стрессирующим воздействием и после него несколько раз на протяжении двух часов у них измеряли концентрацию FGF21.

У здоровых участников уровень FGF21 снижался сразу после стресса (через 20 минут в среднем на 20%) и возвращался к исходному уровню в течение 90 минут. В группе с митохондриальными заболеваниями уровень FGF21, напротив, повышался после стресса и достигал пика через 90 минут. Таким образом, нарушение функции митохондрий изменяет реакцию на стресс и, вероятно, делает человека более уязвимым для ухудшения здоровья. В этой группе пациентов FGF21 может рассматриваться как маркер стресса.

Авторы предположили, что у здоровых людей FGF21 подавляется во время стресса, чтобы отдать приоритет «быстрым» источникам энергии, а у людей с митохондриальными нарушениями рост его концентрации вызван нехваткой энергии. Сопоставление траекторий изменения уровней FGF21 и «гормона стресса» кортизола, показало, что в контрольной группе корреляции слабые отрицательные или незначимые, а в группе MitoD — положительные. У пациентов с MitoD при более высоким уровнем FGF21, как правило, наблюдались более низкие уровни серотонина и дофамина.

Чтобы подтвердить свои выводы о связи между FGF21 и стрессом, ученые собрали данные по индивидуальным психосоциальным переменным для исследования MiSBIE и дополнили их доступными данными из масштабного исследования UK Biobank. Оказалось, что одиночество, дефицит внимания в детстве, недавний разрыв отношений или развод связаны с более высоким уровнем FGF21, а более крепкие социальные связи и эмоциональное благополучие — с более низким уровнем.

Таким образом, FGF21 регулируется стрессом, причем регуляция зависит от митохондриальной функции, и демонстрирует связи как с нейроэндокринной системой, так и с внешними факторами стресса. FGF21 — не только биомаркер митохондриальных заболеваний, но и посредник между стрессом и энергетическим обменом. Эти результаты предлагают новое объяснение взаимосвязи между психосоциальными факторами, риском заболеваний и старением.

В переедании вкусной пищи «виноват» дофаминовый контур, начинающийся в голубом пятне