Η όψη μίας αρκούδας και η προσμονή της ομιλίας σε κοινό αποτελούν καταστάσεις οι οποίες στο σύνολό τους προκαλούν φόβο στους περισσότερους από εμάς, με αποτέλεσμα ο οργανισμός μας να εκκινεί μία αντίδραση στο στρες. Η αναπνοή επιταχύνεται, οι κόρες διαστέλλονται και η καρδιά χτυπά ταχύτερα. Οι αυτόματες αυτές αντιδράσεις αποτελούν μέρος της γνωστής αντίδρασης «fight-or-flight», δηλαδή του μηχανισμού απόκρισης του οργανισμού στις διάφορες απειλές του περιβάλλοντός του. Γνωρίζουμε εδώ και αρκετές δεκαετίες ότι η αντίδραση αποτελεί συνέπεια της απελευθέρωσης ορμονών από τα επινεφρίδια, δύο κωνοειδή όργανα που βρίσκονται πάνω από τους νεφρούς. Σύμφωνα με τελευταία δεδομένα, ωστόσο, η οστεοκαλσίνη, μία ορμόνη που παράγεται και εκκρίνεται από τα οστά, φαίνεται ότι παίζει επίσης ρόλο στην παραπάνω διαδικασία.
Ο Τζεράρ Κάρσεντι, γιατρός και γενετιστής στο Columbia University Irving Medical Center, ξεκίνησε να μελετά την οστεοκαλσίνη πρίν από σχεδόν 20 χρόνια. Αρχικά, θέλησε να εξετάσει την ασβεστοποίηση, την σταδιακή δηλαδή σκλήρυνση των οστών που προκαλείται από τη συσσώρευση μετάλλων. Εκείνη την εποχή, ο Κάρσεντι είχε θεωρήσει ότι η οστεοκαλσίνη παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αυτή, καθώς βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στα οστά. Όταν, ωστόσο, η ομάδα του αφαίρεσε το γονίδιο που κωδικοποιεί την οστεοκαλσίνη στα ποντίκια, η ασβεστιοποίηση συνεχίστηκε ανεπηρέαστη. Οι ερευνητές παρατήρησαν στη συνέχεια ότι τα ποντίκια αυτά είχαν αυξημένο σωματικό λίπος και δυσκολίες στην αναπαραγωγή. Η παρατήρηση αυτή δημιούργησε αρκετά ερωτήματα, ωστόσο επιβεβαίωσε την παρουσία της ορμόνης στο αίμα. Η σύνδεση αυτή οδήγησε τον Κάρσεντι στη θεωρία ότι η οστεοκαλσίνη αποτελεί μία ορμόνη, η οποία απελευθερώνεται από τα οστά στην κυκλοφορία του αίματος και βοηθά στη ρύθμιση διαφόρων λειτουργιών σε άλλα μέρη του σώματος.
Το πρώτο αυτό πείραμα οδήγησε σε μία σειρά ερευνών που επιβεβαίωσαν τελικά ότι η οστεοκαλσίνη είναι μία ορμόνη που εμπλέκεται στο μεταβολισμό, τη γονιμότητα και τη μυϊκή λειτουργία. Πρόσφατες έρευνες έχουν δείξει επίσης ότι η πρωτεΐνη μπορεί να παίζει ρόλο και στην ανάπτυξη του εγκεφάλου αλλά και τις εγκεφαλικές λειτουργίες. Καθώς όλο και περισσότερα δεδομένα συνέχισαν να έρχονται στο φως, ο Κάρσεντι και οι συνεργάτες του άρχισαν να αναρωτιούνται αν ο σκελετός, ο οποίος προστατεύει τα εσωτερικά όργανα και μας επιτρέπει να κινούμαστε, δρα επίσης ως ενδοκρινικό όργανο με πολλαπλούς ρόλους. Η ανακάλυψη αυτή οδήγησε στην υπόθεση ότι τα οστά έχουν εξελιχθεί, εν μέρει, έτσι ώστε να βοηθούν τα ζώα να διαφύγουν τον κίνδυνο. Αν αυτό ήταν αληθές, τότε τα οστά ίσως έπαιζαν ρόλο και στην αντίδραση «fight-or-flight».
Στην έρευνά τους, η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Metabolism, ο Κάρσεντι και η ομάδα του έκαναν μία σειρά πειραμάτων για να εξετάσουν την παραπάνω θεωρία. Οι επιστήμονες εξέθεσαν τόσο πειραματόζωα όσο και ανθρώπους εθελοντές σε στρεσογόνα γεγονότα και στη συνέχεια υπολόγισαν τη μεταβολή των επιπέδων της οστεοκαλσίνης στο αίμα. Τόσο στους ανθρώπους, όσο και στα πειραματόζωα, η έκθεση σε ένα στρεσογόνο γεγονός αύξησε τα επίπεδα της οστεοκαλσίνης στο αίμα κατά 50%. Ακολούθως, οι ερευνητές απενεργοποίησαν το γονίδιο της πρωτεΐνης στα ποντίκια και διαπίστωσαν ότι τα πειραματόζωα παρουσίασαν πολύ ηπιότερη αντίδραση fight-or-flight, δηλαδή μικρότερη αύξηση του καρδιακού ρυθμού, των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα και της θερμοκρασίας, γεγονός που ουσιαστικά επιβεβαίωσε ότι η οστεοκαλσίνη παίζει σημαντικό ρόλο στην απόκριση στο στρες.
Η ομάδα του Κάρσεντι στη συνέχεια προσπάθησε να διαπιστώσει τον τρόπο που η ορμόνη επηρεάζει την άμεση αντίδραση του οργανισμού στο στρες. Αρχικά, οι επιστήμονες θεώρησαν ότι η οστεοκαλσίνη ενεργοποιεί το συμπαθητικό κομμάτι του αυτονόμου νευρικού συστήματος (ΑΝΣ), το οποίο ουσιαστικά ενεργοποιεί τις αλλαγές που σχετίζονται με την απόκριση fight-or-flight. Προς έκπληξη των ερευνητών, ωστόσο, η έγχυση της πρωτεΐνης στην κυκλοφορία του αίματος δεν φάνηκε να επηρεάζει τη δραστηριότητα των συμπαθητικών νεύρων. Αντιθέτως, οδήγησε σε ταχεία μείωση της δραστηριότητας των νεύρων του παρασυμπαθητικού τμήματος του ΑΝΣ, το οποίο ρυθμίζει τις λειτουργίες της ξεκούρασης και της πέψης οι οποίες ενεργοποιούνται όταν ο οργανισμός δεν αντιμετωπίζει πλέον κάποια απειλή. Τα ευρήματα αυτά δείχνουν ότι η οστεοκαλσίνη δρα αποκλείοντας το ΑΝΣ, ανοίγοντας το δρόμο για ένα άλλο κομμάτι του νευρικού συστήματος το οποίο εκκινεί την αντίδραση fight-or-flight.
«Το γεγονός ότι ο οστεοκαλσίνη εμπλέκεται στο στρες μέσω των επιδράσεών της στο παρασυμπαθητικό νευρικό σύστημα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον», είπε ο Τζέιμς Χέρμαν, ένας νευροεπιστήμονας από το Πανεπιστήμιο του Σινσινάτι, που δεν είχε λάβει μέρος στην έρευνα. «Η ανακάλυψη αυτή δείχνει ότι ο τρόπος που αντιλαμβανόμαστε τους μηχανισμούς του στρες μέχρι σήμερα ήταν πολύ απλοϊκός». Ο Χέρμαν πρόσθεσε ότι διάφοροι χημικοί σηματοδότες από άλλα σημεία του οργανισμού μπορεί επίσης να παίζουν ρόλο στην απόκριση στο στρες. Πειράματα από το εργαστήριό του έχουν δείξει ότι πιθανώς στην ίδια απόκριση παίζουν ρόλο σήματα που εκκρίνονται από το λίπος.
Ο τρόπος που η οστεοκαλσίνη επικοινωνεί με τον εγκέφαλο παραμένει άγνωστος, ωστόσο η ομάδα του Κάρσεντι βρίσκεται σε καλό δρόμο για να δώσει απάντηση στο παραπάνω ερώτημα. Στο άρθρο της έρευνάς τους αναφέρουν ότι η ενεργοποίηση του βασικού έξω πυρήνα της αμυγδαλής, μίας περιοχής που εμπλέκεται στην επεξεργασία του φόβου, οδηγεί σε διπλασιασμό των επιπέδων της οστεοκαλσίνης στο αίμα. Οι ερευνητές ταυτοποίησαν επίσης το γλουταμινικό οξύ, έναν νευροδιαβιβαστή, ως μεσολαβητή για το ρόλο της πρωτεΐνης στην απόκριση στο στρες. Ο Κάρσεντι σημείωσε επίσης ότι τα ευρήματά του δεν επαρκούν για να εξηγηθεί πλήρως η αλληλεπίδραση οστών-εγκεφάλου, ενώ δεν αποκλείει ότι στην αλληλεπίδραση αυτή μπορεί να εμπλέκονται και άλλοι μηχανισμοί.
«Παρά το γεγονός ότι ακόμα δεν έχουμε όλα τα δεδομένα για τη σύνδεση αυτή, πιστεύω ότι η παρούσα μελέτη προσέφερε αρκετά στοιχεία», είπε ο Φλοράν Ελεφτεριού, αναπληρωτής καθηγητής ορθοπεδικής χειρουργικής στο Baylor College of Medicine, ο οποίος δεν είχε λάβει μέρος στην έρευνα. Μελλοντικές έρευνες πρέπει να εξετάσουν ποιο κομμάτι των παρατηρήσεων αυτών αφορά και τον άνθρωπο και αν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις πληροφορίες αυτές στην κλινική πράξη.
Βιβλιογραφία: Scientific American