brasilialaisen São Paulon yliopiston (USP) tutkijat ovat havainneet, että kasvuhormoni (GH), joka stimuloi luuston kypsymistä ja lineaarista luun kasvua sekä auttaa ylläpitämään kudosta ja elimiä koko elämän ajan, vaikuttaa myös suoraan aivoihin säästääkseen energiaa, kun keho menettää painoa.
tutkimus löydöstä on juuri julkaistu Nature Communications-lehdessä. ”Kasvuhormoni on tunnettu vuosikymmeniä, mutta löytömme osoittaa, että se tekee paljon enemmän kuin luultiin”, sanoi José Donato Junior (https://bv.fapesp.br/en/pesquisador/64998/jose-donato-junior), joka on São Paulon yliopiston biolääketieteen instituutin (ICB-USP) professori ja yksi lehden kirjoittajista.
”GH-reseptoreita löytyy suuria määriä lihaksista ja kudoksista, maksasta sekä suoraan kasvuaineenvaihduntaan osallistuvista elimistä, mutta havaitsimme, että myös aivot ovat täynnä GH-reseptoreita. Tämä on täysin uutta”, Donato sanoi.
”havaitsimme myös, että aivojen GH ei ole mukana vain kasvuaineenvaihdunnassa, vaan ennen kaikkea vaikuttaa metabolisiin vasteisiin, jotka säästävät energiaa, kun olemme nälkäisiä tai ruokavaliolla. Tämä löytö, joka on myös uusi tieteelle, on tärkeitä vaikutuksia kannalta ymmärtää, miksi se on niin vaikea laihtua.”
tutkimus oli osa temaattista hanketta ”the role of growth hormone in the brain: relevance for neural functions and in disease”, jota tuki São Paulon tutkimussäätiö – FAPESP. ICB-USP: hen kuuluvien tutkijoiden lisäksi ryhmään kuului tutkijoita São Paulon yliopiston Ribeirão Preto Medical Schoolista (FMRP-USP), Argentiinan La Platan kansallisesta yliopistosta (UNLP) ja Ohion yliopistosta Yhdysvalloista.
”tutkijat ovat vuosikymmenten ajan yrittäneet ymmärtää, miksi onnistuneen dieetin uhrausten jälkeen saavutetun painon ylläpitäminen on niin vaikeaa ja miksi laihdutettu paino on niin helppo saada takaisin. Leptiiniä on tähän asti pidetty tärkeimpänä hormonina, joka toimii energian säästämiseksi, kun olemme nälkäisiä, Donato sanoi.
verenkierron leptiinipitoisuuksien tiedetään laskevan laihtumisen seurauksena, hän selittää, mutta tämä tieto ei ole koskaan johtanut menestyksekkään ruokavalion tai leptiinihoidon luomiseen, jonka avulla koehenkilöt voisivat laihtua eivätkä palautua pian sen jälkeen.
”laihdutusprosessiin kuuluu ilmeisesti leptiinin lisäksi useita aineenvaihduntaprosesseja ja useita hormoneja. Tässä GH astuu kuvaan. Havaitsimme, että vastauksena painonpudotukseen GH vaikuttaa aivoihin samalla tavalla kuin leptiini. Leptiinipitoisuudet kuitenkin laskevat, mutta GH: lle käy päinvastoin. Painonpudotus laukaisee GH: n nousun verenkierrossa”, Donato sanoi.
”äskettäin julkaistussa artikkelissa osoitamme, että keskeinen kasvuhormonin signalointi edistää myös neuroendokriinisiä sopeutumisia ruokapulan aikana.”
aivojen GH-reseptorit sijaitsevat hypotalamuksessa, joka on autonomisen hermoston korkein keskus. Hypotalamuksen impulssit vaikuttavat neurovegetatiivisen järjestelmän soluihin ja säätelevät sileää lihaskudosta suolistossa ja verisuonissa, sydänlihaksessa, kaikissa rauhasissa ja munuaisissa muun muassa.
tutkijat havaitsivat, että hypotalamuksen GH-reseptorit aktivoivat nimenomaan pientä hermosolupopulaatiota nimeltä AgRP, joka on lyhenne agoutiin liittyvästä proteiinista. AgRP-hermosolut puolestaan lisäävät AgRP: n tuotantoa, mikä lisää ruokahalua ja vähentää energia-aineenvaihduntaa ja menoja.
”AgRP on yksi voimakkaimmista ruokahalun piristäjistä. On mielenkiintoista nähdä, miten pieni määrä AgRP-neuroneja, vain muutama tuhat hypotalamuksen miljardeista neuroneista, voi olla niin tärkeässä roolissa, Donato sanoi.
energiansäästö
tehdäkseen yksityiskohtaisen tutkimuksen GH-signaloinnin vaikutuksesta AgRP-neuroneihin USP: n tutkijat ja kollegat kasvattivat geenimuunneltuja hiiriä AgRP-spesifisellä GH-reseptorin ablaatiolla (nimeltään AgRP GHR knockout-hiiret). Heidän kokeissaan käytettiin myös kontrolliryhmää, johon kuului villityyppisiä hiiriä, jotka eivät olleet geneettisesti muunneltuja.
tutkijat mittasivat eri kokeissa kahden hiiriryhmän koko kehon energiankulutusta, kun niille annettiin ruokavalio, jossa oli 60 prosentin ravintorajoitus. Niiden tavoitteena oli selvittää, vaikuttaisiko sopeutumiskyvyn puute syntyvään energiavajeeseen merkittävästi energiataseeseen.
he havaitsivat, että verrokkihiiret vähensivät energiakuluja ruokarajoitusten aikana, mikä on yhdenmukaista tässä tilanteessa energiaa säästävien adaptiivisten vasteiden kanssa.
AgRP GHR KO-hiirten energiamenot ruoan rajoittamisen aikana vähenivät huomattavasti vähemmän, mikä viittaa siihen, että ne eivät säästäneet energiaa yhtä tehokkaasti kuin verrokkihiiret.
tämän seurauksena AgRP GHR KO-hiiret laihtuivat enemmän, mikä johtui pääasiassa rasvamassan (energiavarastojen) vähenemisestä mutta myös vähärasvaisen massan (elintärkeiden elinten, luun, lihasten, nivelsiteiden, jänteiden ja kehon nesteiden) menetyksestä.
”toisin sanoen huomasimme, että laihtuminen laukaisee hypotalamuksen GH-tasojen nousun, joka aktivoi AgRP-hermosoluja, mikä vaikeuttaa laihtumista ja voimistaa nälän tunnetta. Se on täsmälleen sama tehtävä, jonka leptiini suorittaa”, Donato sanoi.
energiansäästö on eliölle niin tärkeää, että evoluutio on antanut ihmisille kaksi energiansäästömekanismia, joista toinen aktivoituu leptiinistä ja toinen GH: sta.
”toinen toimii toisen varmuuskopiona. Tämän vuoksi pelkästään leptiiniin perustuvat painonpudotushoidot eivät tehoa. GH-mekanismia on käsiteltävä samaan aikaan”, Donato sanoi.