Нулирането на циркадния часовник може да увеличи метаболитното здраве - статии - IntraMed

часовник

Помислете какво се случва във футболната игра: ако хвърлите топката твърде рано, вашият ловец няма да е на мястото си; ако хвърли топката твърде късно, рискува да бъде изгонен. И в двата случая играчът не е в синхрон със своя отбор, за да премести топката нагоре по терена. Подобен сценарий може да се случи, когато хранителните и спалните навици не са синхронизирани с циркадния часовник на тялото, което води до метаболитни нарушения.

През последните 20 години учените събраха по-ясна картина на циркадните часовници, които поддържат човешката физиология настроена на 24-часовия цикъл светлина-тъмнина. Сега основната наука отстъпва място на проучвания върху хора, които разкриват как навиците на човека да спят, хранителните режими и диетата могат да изведат часовника на тялото от синхрон и да допринесат за метаболитни проблеми като затлъстяване или диабет.

Констатациите накараха учените да търсят начини за нулиране на часовника и възстановяване на здравословен метаболизъм. Досега две поведенчески интервенции показаха обещание в проучвания върху животни и предварителни проучвания върху хора.

1. Подобрете подобрения сън

2. Времето за ограничаване на храненето

„Ние разглеждаме поведението, което засяга циркадното време на деня и съня, като човешко поведение, което можем да променим“, каза д-р Фред Турек, директор на Центъра за сън и циркадна биология в Северозападния университет в Еванстън, Илинойс.

Запазване на времето

Надхиазматичното ядро ​​на мозъка (SCN) действа като централен пейсмейкър за циркадната система на човека. Когато ретината обработва дължините на вълните на светлината, обикновено излъчвана от слънцето, поредица от събития за трансдукция на сигнала активират експресията на циркадни гени в SCN. В отговор на тези промени в генната експресия, задвижвани от цикъла светлина-тъмнина, SCN също стимулира освобождаването на хормона кортизол, който задейства пробуждането, и хормона мелатонин, който сигнализира кога е време за сън. Цикличната експресия на циркадни гени в SCN регулира експресията на стотици, дори хиляди, гени в тялото, включително много, участващи в метаболизма.

За вътрешните органи, които не са изложени на дневна светлина, приемът на храна е важен маркер за времето на деня

Съвсем наскоро изследователите откриха, че периферните органи и тъкани имат свои циркадни ритми или „часовници“, контролирани от цикличната експресия на часовникови гени в техните клетки, обясни д-р Ив Ван Каутър, професор по медицина в Чикагския университет. Тези циркадни генетични трептения са особено важни за органите, участващи в метаболизма на глюкозата, черния дроб, мускулите, мастната тъкан, бета клетките и червата. За тези вътрешни органи, които не са изложени на дневна светлина, приемът на храна е важен маркер за времето на деня.

"Времето на храна (времена на хранене) синхронизират тези периферни [циркадни] осцилатори ", каза Ван Каутър. Когато храната е синхронизирана с цикъла светлина-тъмнина - както би била еволюционно - централните часовници SCN и периферните часовници работят заедно за насърчаване на здрави метаболизъм, но ако централните или периферните часовници са променени - например хранене извън часове или нарушен сън - това може да доведе до десинхронизация между тях, което да доведе до метаболитни проблеми.

Въпреки че откриването на периферните часовници е сравнително ново, откриването на метаболизма на глюкозата, свързано с циркаден ритъм и повлияно от времето на хранене, е направено още през 70-те и 80-те години от лекарите, лекуващи диабет, отбелязва Сачидананда Панда. Биология в института Salk в La Jolla, Калифорния. Той обясни, че някои пациенти, които са реагирали зле на тест за толеранс към глюкоза през нощта, нямат признаци на диабет, когато същият тест се прилага сутрин. Дори здравите индивиди, отбеляза Панда, обработват захарта от късно вечерните хранения по-бавно, отколкото при сутрешните, въпреки че са сравними.

"Това показа, че има красив ритъм в метаболизма на глюкозата", каза Панда.

Проучвания, включващи животни, особено мишки, помогнаха да се изясни как нарушенията в циркадните часовници на тялото могат да доведат до затлъстяване и други метаболитни състояния. Основно проучване, проведено през 2005 г., показва, че мишките с мутации в циркаден ген, наречен Clock, затлъстяват, дори когато се хранят с типична миша диета и развиват признаци на метаболитен синдром, включително висок холестерол, висока глюкоза и недостатъчно производство на инсулин. Те също спят около 2 часа по-малко и променят начина на хранене. Докато типичните мишки се хранят предимно през активните си часове през нощта, мутантните мишки разделят консумацията на храна почти по равно между дневните и тъмните часове. Повишаването на теглото при животните мутанти се влошава, когато се храни с високо съдържание на мазнини.

Друго проучване показва, че типичните мишки, хранени с високо съдържание на мазнини през деня, когато обикновено спят, са натрупали много повече тегло, отколкото мишките, хранени със същата диета през нощта по време на нормалните си будни часове. Когато учените разгледаха какво се случва с циркадните модели на генна експресия при мишките, които се хранят в нечетни часове на деня, те откриват, че SCN остава синхронизиран с 24-часовия цикъл на деня и нощта, отбелязва Турек. Но промените в поведението на хранене и сън бързо нарушават и "охлаждат" циркадните ритми на генната експресия в периферните органи, въпреки че централните часовници са настроени. „Когато периферните осцилатори не са синхронизирани с централния осцилатор, нарушеният метаболизъм води до увеличаване на теглото и развитие на непоносимост към глюкоза“, обясни Ван Каутър.