Проучване свързва нарушаването на циркадния ритъм със затлъстяването и диабета

Ново проучване, публикувано в Journal of Clinical Investigation, разглежда доказателства за нарушаване на циркадния ритъм, метаболитно здраве и гени, отговорни за циркадния двигателен изход (тактов цикъл).

Ежедневните рутини на живота са свързани с околната среда, което води до еволюцията на циркадните ритми. Сигнали като температура, слънчева светлина, храна и звук, наречени „цайтгебери“, адаптират циркадните ритми към външни условия. Нарастващите доказателства свързват циркадните нарушения или цайтгеберите с неблагоприятни последици за хората. Липсва цялостен преглед на връзката между метаболитното здраве и циркадната генна експресия. Това проучване обобщава и сравнява доказателства от животински модели с епидемиологични данни, за да подобри разбирането на приноса на циркадните нарушения и генната експресия на циркадния часовник към патологиите, свързани с метаболитното здраве.

Циркадни ритми в животински модели

Генетичните драйвери на циркадните ритми при животните са открити за първи път при плодовата мушица Drosophila melanogaster, което показва, че генът за периода (per) и протеинът (PER) са важни за циркадния ритъм. По-нататъшни проучвания потвърждават тези резултати и идентифицират допълнителни ключови гени за часовника, като например мозъчни и мускулни ARNT-like 1 (BMAL1), криптохром (CRY) и PER ортолози (PER1–PER3).

Мишки с мутирали гени на молекулярния часовник показват променено време на хранене и консумират повече калории, което води до метаболитен синдром и затлъстяване, както и до намален ритъм на активност. Подобни метаболитни промени са наблюдавани и при други модели на мишки с мутации в компонентите на молекулярния часовник.

Глюкозна хомеостаза и генна експресия

Глюкозната хомеостаза се регулира от специфични механизми за генна сигнализация, контролирани от определени CCG. Проучването показа, че при мишки с нормална експресия на BMAL1 в панкреатичните β-клетки, димерите на BMAL1/CLOCK се свързват с регулаторни места, което води до транскрипция на мишени, различни от чернодробните клетки. Мишки с нарушена експресия на BMAL1 развиват глюкозна непоносимост.

Епидемиологични и популационни проучвания

Предварителни данни от епидемиологични анализи на работещите на нощни смени показват, че метаболитното здраве се променя от циркадните нарушения. Проучването „Здраве на медицинските сестри“ отбелязва, че участниците, които са работили на нощни смени, са имали повишен калориен прием, съкратена продължителност на съня и са били по-склонни към затлъстяване.

Експресия на CCG ген и циркадно разрушаване

Проучване на 18 медицински сестри установи, че работещите на смени имат по-малко ритмични гени в мононуклеарните клетки на периферната кръв в сравнение с работещите на дневна смяна. Друго проучване на 60 медицински сестри установи диференциална експресия на почти всички CCG. В отделно проучване 22 участници бяха подложени на принудителна десинхронизация на 28-часови дни, като началото на съня се измества с четири часа всяка нощ.

Метаболитна патология и CCG гени

Възможно е да има двупосочна връзка между експресията на CCG и метаболитното здраве, тъй като влошаването на метаболитното здраве може да промени експресията на CCG по тъканно-специфичен начин. Едно проучване на 28 жени със затлъстяване и 21 жени със слаб диабет показва променена експресия на различни CCG при хора със затлъстяване.

Заключение

Все повече доказателства свързват активността на гените, отговорни за циркадния ритъм, с патологични метаболитни резултати. Въздействието на циркадните нарушители зависи от продължителността и качеството на експозицията. Дългите периоди на работа на смени могат да попречат на вътрешните органи да възстановят нормалните си ритми. Необходими са допълнителни изследвания, за да се задълбочи доказателствената база и да се подобри разбирането на тези взаимовръзки.