Поскольку для женщин такой взаимосвязи ученые не выявили, они сделали вывод, что реакция на УФ-излучение зависит от пола.
Ученые из Тель-Авивского университета, Колледжа Макса Штерна в долине Изреель (Израиль), Медицинского центра Лангон при Нью-Йоркском университете и Института поведения и мозга Мортимера Б. Цукермана при Колумбийском университете (США) выяснили, что воздействие солнечного света связано с более активным потреблением пищи и набором веса у мужчин, но не у женщин — и все благодаря пептидному гормону под названием грелин. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Metabolism.
Регуляция аппетита — сложный, отражающийся на здоровье процесс, активное участие в котором принимают гормоны грелин и лептин. Первый отвечает за реакцию на изменения энергетического гомеостаза. Его уровни повышаются, когда желудок пуст, чтобы мозг понимал, когда нужно есть, а после приема пищи вновь снижаются. Факторами окружающей среды, контролирующими секрецию этого гормона, считаются звук, свет, запах.
Грелин — единственный известный периферический пептид, стимулирующий аппетит, хотя существует множество периферических гормонов, подавляющих его, включая холецистокинин, инсулин и лептин, снижение концентраций которого провоцирует развитие ожирения. Ранее ученые пришли к выводу, что источником секреции грелина выступает не только желудок, но и, вероятнее всего, кожа: гормон экспрессируется в эпидермисе, дерме и гиподерме, подкожной жировой ткани.
Авторы новой работы проверили предположение о том, что кожа — основной медиатор энергетического гомеостаза. Для этого они проанализировали данные трехлетнего национального исследования о питании трех тысяч человек. «Используя обобщенную линейную модель с поправкой на возраст, мы выявили значимую взаимосвязь между полом и временем года, показав, что мужчины заметнее подвержены влиянию солнечного света и ее сезонных колебаний, чем женщины», — пишут ученые.
Исследователи усреднили ежемесячные данные о прямом воздействии солнечного света. Как оказалось, с марта по сентябрь мужчины начинают есть больше по сравнению с более холодным периодом (октябрь-февраль): 2188 килокалорий против 1875 килокалорий в день соответственно. У женщин же ничего не менялось: 1475 килокалорий в марте-сентябре против 1507 килокалорий в октябре-феврале. В теплые месяцы мужчины к тому же потребляли больше питательных веществ, включая углеводы, белки, жиры, натрий, омега-3, цинк и железо. Некоторые из них как раз стимулируют аппетит.
Чтобы дополнительно проверить реакцию представителей обоих полов на воздействие солнца, авторы попросили добровольцев (пять мужчин и пять женщин 18-55 лет) находиться на нем примерно по 25 минут в полдень, когда доза ультрафиолетового излучения равна 2000 миллиджоулей на сантиметр в квадрате. Образцы крови, взятые до и после эксперимента, подвергли масс-спектральному анализу.
«При солнечном воздействии у мужчин наблюдалось усиление метаболизма липидов и стероидов. Кроме того, пептиды, связанные с метаболизмом, больше всего пострадали от солнечного воздействия. <…> В то время как у представителей обоих полов усиливается реакция на сигналы окружающей среды, но ослабляется передача сигналов посредством внеклеточных везикул, с точки зрения иммунной системы и метаболизма мужчины и женщины реагируют по-разному», — рассказали исследователи.
На этом работа не закончилась: ученые в течение десяти недель ежедневно подвергали мышей — по 12 грызунов каждого пола — воздействию ультрафиолета (доза составила 50 миллиджоулей на сантиметр в квадрате), что для человека примерно равно 20-30-минутному пребыванию на солнце летом во Флориде. И у самцов, и у самок наблюдали сильную пигментацию ушей. Потом белки плазмы крови отправили на протеомный анализ. «Как и у людей, после воздействия ультрафиолетового излучения у самцов мышей наблюдалось больше белковых изменений, связанных с метаболизмом, по сравнению с самками. В совокупности наши данные показывают, что мужчины чувствительнее к солнечному свету и сезонным изменениям, кроме того, у них, как и у самцов мышей, нарушен метаболизм», — добавили авторы.
Так, ежедневное УФ-излучение побуждало грызунов мужского пола активнее искать пищу и больше есть, в итоге они стали набирать вес. У самок ничего подобного не выявили. «Чтобы оценить влияние ультрафиолета на обмен веществ, мы измерили максимальное количество потребляемого кислорода на физиологическом уровне (VO2)», — пишут авторы работы. Как у контрольной группы, так и у грызунов, которые пережили продолжительное воздействие ультрафиолета, не обнаружили существенной разницы в VO2: следовательно, базовая скорость метаболизма не изменяется под действием УФ-излучения.
По итогу исследования оказалось, что УФ-излучение заставляло самцов искать пищу за счет грелина. «Адипоциты кожи производят и выделяют грелин после воздействия ультрафиолета, что вызвано активностью белка p53 из-за повреждения ДНК. Эстроген ингибировал активность p53 в адипоцитах, тем самым блокируя повышение уровня грелина у женщин. У мышей, в адипоцитах которых отсутствовал p53, уровень грелина не смог повыситься после воздействия. Эти данные показывают, что реакция на УФ-излучение зависит от пола», — подытожили ученые.
Автор: Мария Азарова