Когда мы сталкиваемся с угрозой, гормоны кортизол и адреналин наполняют наши тела, готовя их к битве, либо стремительному побегу — так называемая реакция «бей или беги». По крайней мере, до сих пор ученые представляли эту картину именно так.
С этой схемой никто особенно не спорил, хотя, если подумать, в нее укладывалось далеко не все. Действительно, в известном объяснении реакции «бей или беги» есть небольшой изъян — те самые «стрессовые» гормоны действуют недостаточно быстро.
Так, основное действие кортизола состоит в том, чтобы побудить клетки транскрибировать определенные гены. Этот процесс требует времени и для быстрого физиологического ответа он попросту не годится. Это не значит, что глюкокортикоидные гормоны вообще не связаны со стрессом, но намекает на активное участие других, ранее не замеченных, веществ.
Исследователи из Колумбийского университета отправились на поиски более подходящего регулятора стресса, сосредоточив внимание на белках и гормонах, выделяемых костными клетками.
На самом деле, кости — вовсе не такое странное место для поисков, как может показаться на первый взгляд. Кости в принципе развивались как средство защиты — череп защищает мозг от травм, скелет позволяет позвоночным убегать от хищников, и даже мелкие косточки конечностей предупреждают нас о приближении опасности.
На этот раз ученых особенно заинтересовал перспективный прогормон остеокальцин, который переходит в активную форму под воздействием костного белка фурина. Уже известно, что остеокальцин не только отвечает за плотность костей, но еще и стимулирует выработку инсулина, помогает организму усваивать углеводы, а кроме того, защищает от ожирения, увеличивая расход энергии АТФ в организме. Такой вот разносторонний гормон.
И все-таки было удивительно, когда выяснилось, что именно остеокальцин запускает реакцию на острый стресс. Это полностью изменило представление ученых о том, как возникают стрессовые реакции.
А выяснилось это так. Ученые произвели ряд опытов на мышах. В первом тесте лабораторных мышей принудительно удерживали в одном положении в течение 45 минут. За это время уровень остеокальцина в периферической крови увеличился вдвое, тогда как другие гормоны скелета почти не изменили свой уровень.
В другом тесте, через 15 минут после нескольких безобидных (но неприятных) уколов, уровни остеокальцина у мышей, подвергшихся стрессу, подскочили на целых 150 %. Испытание запахом лисицы (химическим веществом, обнаруженным в моче лисицы), в разы повысило уровень периферического остеокальцина.
Важно отметить, что остеокальцин активировался задолго до того, как начинал расти уровень кортикостерона (аналог человеческого кортизола у грызунов) и его уровни оставались высокими в течение трех часов после стрессового события.
Вдохновившись успехом опыта на мышиных моделях, команда ученых проверила уровни гормона у людей в стрессовой ситуации — добровольцев просили выступить с публичной речью и пройти перекрестный допрос. Было зафиксировано аналогичное увеличение остеокальцина, опережающее кортизол и адреналин.
В другой серии тестов исследователи использовали грызунов, генетически спроектированных с недостатком обычных кортикостероидов и других гормонов стресса, и обнаружили, что эти животные продолжали давать адекватный ответ на стресс. В то же время животные, лишенные остеокальцина, казалось, не чувствовали опасности. В дикой природе их съели бы в первый же день.
Эти результаты в частности объясняют прошлые наблюдения неповрежденной реакции «бей или беги» у людей и животных, с отсутствующими глюкокортикоидами и другими «признанными» гормонами стресса.
Теперь возникает другой вопрос — зачем тогда вообще организму нужны адреналин и кортизол? Исследователи планируют дать ответ на эту загадку в будущих исследованиях.