Стресс, воспаление и лишний вес: порочный круг эндокринных нарушений

Уровень гормона стресса

    Количество людей, страдающих лишним весом и ожирением, растет с каждым годом, и в последние несколько лет это превратилось в настоящую эпидемию в развитых и развивающихся странах. Трудно сказать однозначно, связаны ли эти особенности с современными условиями жизни напрямую. Однако в настоящее время ряд факторов, таких как хронический стресс, потребление продуктов с высоким гликемическим индексом и нарушение качества и количества сна, называют ключевыми, наиболее сильно влияющими на ожирение [1, 2]. Как же связаны эти факторы, кажущиеся на первый взгляд такими неоднородными? Все они могут прямо или косвенно влиять на уровень нашего гормона стресса – кортизола [3].

Кортизол – стероидный гормон, который синтезируется в коре надпочечников и играет чрезвычайно важные роли в нашем организме. Первая из них – это поддержание нормального ответа на стресс. После запуска стрессорного ответа кортизол обеспечивает его подавление по механизму обратной связи (стресс приводит к выбросу кортизола в кровь, который, в свою очередь, подавляет запущенные стрессом процессы в различных структурах мозга) [4]. Этот гормон также играет важную роль в подавлении воспаления, поэтому многие препараты, снимающие воспалительный отек, содержат аналоги глюкокортикоидных гормонов, к которым относится кортизол [5, 6].



Помимо этого, кортизол играет важную роль в процессе расщепления жирных кислот, глюкозы и аминокислот из запасов организма, которые расположены в печени, жировой ткани и мышцах [7]. Таким образом, кортизол выступает как катаболический гормон (катаболизм – процесс расщепления крупных молекул на более мелкие составные молекулы), и его активация должна приводить к повышению расхода энергии. Однако другие эффекты кортизола, такие как усиление аппетита [8], индукция активности фермента липазы [9], отвечающего за расщепление жиров до триглицеридов, и активация процесса созревания жировых клеток (адипоцитов) [10], приводят к увеличению количества жировой массы.

Примечательно, что это специфическое увеличение жировой массы, вызванное повышенным уровнем гормона, относится к так называемому абдоминальному ожирению (скопление жировых отложений в области живота и верхней части тела). Повышенный уровень кортизола также влияет на чувствительность клеток к инсулину, приводя к инсулинорезистентности и вызванной этим гипергликемии, которые могут приводить к развитию сахарного диабета [11].



Важность кортизола в процессах ожирения показана при синдроме Кушинга [12]. При этой болезни наблюдается постоянное увеличение уровня глюкокортикоидных гормонов, вызванное гиперактивностью гипофиза или коры надпочечников (зачастую в результате новообразований в них). Этот синдром характеризуется абдоминальным ожирением, повышением давления (гипертония), повышением уровня сахара в крови (гипергликемия). У пациентов часто наблюдаются лунообразный тип лица, нарушение осанки и растяжки на животе, вызванные нарушением эластичности соединительной ткани. Примечательно, что не только избыток кортизола, но и его недостаток приводит к негативным последствиям для организма. При недостаточной выработке гормона, например при нарушении функции коры надпочечников (синдром Аддисона), наблюдается потеря веса, мышечная слабость, утомляемость и склонность к гипогликемии [13].

Какие же факторы приводят к повышенному состоянию гормона?

Первый и наиболее главный – стресс. Однократное воздействие негативных стимулов или продолжительный стресс (например, стресс на работе) способны вызывать хроническое увеличение уровня гормона [14]. Помимо стресса на уровень кортизола влияет режим сна и бодрствования [15, 16]. В многочисленных работах показано, что снижение качества сна или смещение режима сна (сон днем, бодрствование ночью) также может спровоцировать гормональный дисбаланс.

Взаимосвязь циркадного ритма «сон – бодрствование», по всей видимости, обусловлена тем, что уровень кортизола также обладает цикличностью на протяжении дня [17]. Максимальный уровень гормона наблюдается утром и постепенно снижается в течение дня, опускаясь до минимума к полуночи. Интересно, что повышение уровня кортизола наблюдается и при физических тренировках, однако негативные эффекты этого повышения нивелируются за счет активации компенсаторных механизмов и быстрого возвращения уровня гормона к норме [18]. На уровень кортизола влияет наше питание: показано, что употребление пищи с высоким содержанием быстрых углеводов, а также потребление кофе приводят к синтезу секреции гормона стресса [19].

Другой патологический механизм воздействия стресса на метаболические нарушения связан со стимуляцией выработки цитокинов (молекул воспаления) [14].

Повышение уровня цитокинов приводит к усилению воспаления. В качестве одного из маркеров можно выделить С-реактивный белок, повышение которого может нарушать передачу сигнала инсулина и подавлять активность, что приводит к повышению уровня свободного кортизола и способствует развитию метаболического расстройства [20]. Кроме того, провоспалительные цитокины подавляют активность фермента липопротеинлипазы, расщепляющего жиры, и увеличивают концентрацию ненасыщенных жирных кислот, способствуя нарушению липидного баланса (дислипидемия) и инсулинорезистентности [21].

Интересно, что кортизол в нормальном состоянии является сильным ингибитором воспаления, однако вызванная постоянным стрессом активация выработки цитокинов все равно способствует повышению воспалительного статуса. В совокупности эти два механизма могут влиять на множество процессов, приводящих к нарушению обмена веществ, лишнему весу и ожирению. Связь стресса с развитием метаболического расстройства усугубляется еще и тем, что ожирение само по себе усиливает выработку провоспалительных цитокинов за счет активной эндокринной функции жировой ткани [22]. Кроме того, корреляция между уровнем стресса и уровнем воспаления более выражена у лиц с ожирением [23]. Таким образом, каждое звено патологической цепочки стресс – воспаление – неправильное питание и ожирение способно усиливать действие другого, образуя так называемый порочный круг эндокринологических нарушений.



Сохранить свое здоровье как можно дольше поможет своевременная коррекция неправильного питания, исключение стресса и профилактика метаболического синдрома и сахарного диабета. Узнайте свои генетические особенности, влияющие на развитие этих процессов, и получите индивидуальные рекомендации по составлению наиболее подходящего для вас рациона, пройдя ДНК-анализ MyWellness



Автор: Василий Решетников, нейробиолог, разработчик Национального центра генетических исследований.

Источники:

1. Knutson K. L. et al. Trends in the prevalence of short sleepers in the USA: 1975–2006 // Sleep. – 2010. – Vol. 33. – No. 1. – P. 37–45.
2. Cohen S., Janicki‐Deverts, D. E. N. I. S. E. Who's stressed? Distributions of psychological stress in the United States in probability samples from 1983, 2006, and 2009 // Journal of applied social psychology. – 2012. – Vol. 42. – No. 6. – P. 1320–1334.
3. van der Valk E. S., Savas M., van Rossum E. F. Stress and obesity: are there more susceptible individuals? // Current obesity reports. – 2018. – Vol. 7. – No. 2. – P. 193–203.
4. Gjerstad J. K., Lightman S. L., Spiga F. Role of glucocorticoid negative feedback in the regulation of HPA axis pulsatility // Stress. – 2018. – Vol. 21. – No. 5. – P. 403–416.
5. Ronchetti S. et al. Defining the role of glucocorticoids in inflammation // Clinical Science. – 2018. – Vol. 132. – No. 14. – P. 1529–1543.
6. Xie Y. et al. Glucocorticoids inhibit macrophage differentiation towards a pro-inflammatory phenotype upon wounding without affecting their migration // Disease models & mechanisms. – 2019. – Vol. 12. – No. 5.
7. Berneis K. et al. Effects of insulin-like growth factor I combined with growth hormone on glucocorticoid-induced whole-body protein catabolism in man // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. – 1997. – Vol. 82. – No. 8. – P. 2528–2534.
8. Tataranni P. A. et al. Effects of glucocorticoids on energy metabolism and food intake in humans // American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. – 1996. – Vol. 271. – No. 2. – P. E317–E325.
9. Ottosson M. et al. The effects of cortisol on the regulation of lipoprotein lipase activity in human adipose tissue // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. – 1994. – Vol. 79. – No. 3. – P. 820–825.
10. Hauner H., Schmid P., Pfeiffer E. F. Glucocorticoids and insulin promote the differentiation of human adipocyte precursor cells into fat cells // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. – 1987. – Vol. 64. – No. 4. – P. 832–835.
11. Purnell J. Q. et al. Enhanced cortisol production rates, free cortisol, and 11β-HSD-1 expression correlate with visceral fat and insulin resistance in men: effect of weight loss // American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. – 2009. – Vol. 296. – No. 2. – P. E351–E357.
12. Newell-Price J. et al. Cushing's syndrome // The Lancet. – 2006. – Vol. 367. – No. 9522. – P. 1605–1617.
13. Løvås K., Husebye E. S. Addison's disease // The Lancet. – 2005. – Vol. 365. – No. 9476. – P. 2058–2061.
14. Almadi T., Cathers I., Chow C. M. Associations among work‐related stress, cortisol, inflammation, and metabolic syndrome // Psychophysiology. – 2013. – Vol. 50. – No. 9. – P. 821–830.
15. de Punder K., Heim C., Entringer S. Association between chronotype and body mass index: The role of C-reactive protein and the cortisol response to stress // Psychoneuroendocrinology. – 2019. – Vol. 109. – P. 104388.
16. Li J. et al. Impact of shift work on the diurnal cortisol rhythm: a one-year longitudinal study in junior physicians // Journal of occupational medicine and toxicology. – 2018. – Vol. 13. – No. 1. – P. 23.
17. McMaster A. et al. Ultradian cortisol pulsatility encodes a distinct, biologically important signal // PLoS One. – 2011. – Vol. 6. – No. 1. – P. e15766.
18. Jacks D. E. et al. Effect of exercise at three exercise intensities on salivary cortisol // The Journal of Strength & Conditioning Research. – 2002. – Vol. 16. – No. 2. – P. 286–289.
19. Martens M. J. et al. Effects of single macronutrients on serum cortisol concentrations in normal weight men // Physiology & behavior. – 2010. – Vol. 101. – No. 5. – P. 563–567.
20. Lovallo W. R. et al. Cortisol responses to mental stress, exercise, and meals following caffeine intake in men and women // Pharmacology Biochemistry and Behavior. – Vol. 83. – No. 3. – P. 441–447.
21. Hotamisligil G. S. et al. IRS-1-mediated inhibition of insulin receptor tyrosine kinase activity in TNF-α-and obesity-induced insulin resistance // Science. – 1996. – Vol. 271. – No. 5249. – P. 665–670.
22. Perry C., Sattar N., Petrie J. Adipose tissue: passive sump or active pump? // The British Journal of Diabetes & Vascular Disease. – 2001. – Vol. 1. – No. 2. – P. 110–114.
23. Florez H. et al. C-reactive protein is elevated in obese patients with the metabolic syndrome // Diabetes research and clinical practice. – 2006. – Vol. 71. – No. 1. – P. 92–100.