Дослідження пов'язує порушення циркадного ритму з ожирінням і діабетом

У новому дослідженні, опублікованому в журналі Journal of Clinical Investigation, розглянуто докази порушення циркадного ритму, метаболічного здоров'я та генів циркадного локомоторного циклу (годинника).

Щоденні життєві процеси пов'язані з навколишнім середовищем, що призводить до еволюції циркадних ритмів. Такі сигнали, як температура, сонячне світло, їжа та звук, які називаються "цайтгеберами", адаптують циркадні ритми до зовнішніх умов. Зростає кількість доказів, що пов'язують циркадні порушення або "цайтгебери" з несприятливими наслідками для людини. Комплексного огляду взаємозв'язку між метаболічним здоров'ям та експресією циркадних генів бракує. У цьому дослідженні узагальнено та порівняно дані, отримані на тваринних моделях, з епідеміологічними даними, щоб покращити розуміння внеску циркадних порушень та експресії генів циркадного ритму в патології, пов'язані з метаболічним здоров'ям.

Циркадні ритми у тваринних моделях

Генетичні фактори, що впливають на циркадні ритми у тварин, вперше були виявлені у плодової мушки Drosophila melanogaster, що показало, що ген періоду (per) та білок (PER) були важливими для циркадного ритму. Подальші дослідження підтвердили ці результати та виявили додаткові ключові гени циркадного ритму, такі як ARNT-подібний ген 1 (BMAL1) мозку та м'язів, криптохром (CRY) та ортологи PER (PER1–PER3).

Миші з мутованими генами молекулярного годинника демонстрували змінений час прийому їжі та споживали більше калорій, що призводило до метаболічного синдрому та ожиріння, а також знижувався ритм активності. Подібні метаболічні зміни були відзначені в інших моделях мишей з мутаціями в компонентах молекулярного годинника.

Гомеостаз глюкози та експресія генів

Гомеостаз глюкози регулюється специфічними механізмами генної сигналізації, контрольованими певними CCG. Дослідження показало, що у мишей з нормальною експресією BMAL1 у β-клітинах підшлункової залози димери BMAL1/CLOCK зв'язувалися з регуляторними ділянками, що призводило до транскрипції мішеней, відмінних від клітин печінки. У мишей з порушенням експресії BMAL1 розвивалася непереносимість глюкози.

Епідеміологічні та популяційні дослідження

Попередні дані епідеміологічного аналізу працівників нічної зміни свідчать про те, що метаболічне здоров'я змінюється внаслідок порушення циркадного ритму. Дослідження здоров'я медсестер зазначило, що учасники, які працювали в нічні зміни, мали підвищене споживання калорій, скорочену тривалість сну та більшу ймовірність ожиріння.

Експресія гена CCG та порушення циркадного ритму

Дослідження, проведене за участю 18 медсестер, показало, що у працівників, які працюють позмінно, у мононуклеарних клітинах периферичної крові було менше ритмічних генів, ніж у працівників, які працюють у денну зміну. Інше дослідження, проведене за участю 60 медсестер, виявило диференціальну експресію майже всіх CCG. В окремому дослідженні 22 учасниці були піддані примусовій десинхронізації 28-годинного дня, при цьому початок сну зміщувався на чотири години щоночі.

Метаболічна патологія та гени CCG

Можливо, існує двонаправлений зв'язок між експресією CCG та метаболічним здоров'ям, оскільки погіршення метаболічного здоров'я може змінювати експресію CCG тканинно-специфічним чином. Одне дослідження, проведене за участю 28 жінок з ожирінням та 21 худорлявої жінки без діабету, показало змінену експресію різних CCG у людей з ожирінням.

Висновок

Зростає кількість доказів, що пов'язують активність генів циркадного ритму з патологічними метаболічними наслідками. Вплив порушників циркадного ритму залежить від тривалості та якості впливу. Тривалі періоди позмінної роботи можуть перешкоджати внутрішнім органам відновлювати нормальні ритми. Необхідні додаткові дослідження для поглиблення доказової бази та кращого розуміння цих взаємозв'язків.