Tanulmány a cirkadián ritmus zavarát az elhízással és a cukorbetegséggel hozza összefüggésbe

Egy új tanulmány, amely a Journal of Clinical Investigation című folyóiratban jelent meg, áttekintette a cirkadián ritmuszavarok, az anyagcsere-egészség és a cirkadián mozgásciklus-gének bizonyítékait.

Az élet mindennapi rutinja összefügg a környezettel, ami a cirkadián ritmusok kialakulásához vezet. Az olyan jelzések, mint a hőmérséklet, a napfény, az étel és a hang, amelyeket "zeitgebereknek" neveznek, a cirkadián ritmust a külső körülményekhez igazítják. Egyre több bizonyíték hozza összefüggésbe a cirkadián zavarokat vagy zeitgebereket a kedvezőtlen emberi kimenetelekkel. Hiányzik az anyagcsere-egészség és a cirkadián génexpresszió közötti kapcsolat átfogó áttekintése. Ez a tanulmány összefoglalta és összehasonlította az állatmodellekből származó bizonyítékokat az epidemiológiai adatokkal, hogy jobban megértse a cirkadián zavarok és az óragénexpresszió hozzájárulását az anyagcsere-egészséggel kapcsolatos patológiákhoz.

Cirkadián ritmusok állatmodellekben

Az állatok cirkadián ritmusának genetikai mozgatórugóit először a Drosophila melanogaster gyümölcslégyben fedezték fel, amely kimutatta, hogy a period gén (per) és a fehérje (PER) fontosak a cirkadián ritmus szempontjából. További vizsgálatok megerősítették ezeket az eredményeket, és további kulcsfontosságú óragéneket azonosítottak, mint például az agyi és izom ARNT-like 1 (BMAL1), a kriptokróm (CRY) és a PER ortológok (PER1–PER3).

A mutált óragénekkel rendelkező egerek megváltozott étkezési időket mutattak és több kalóriát fogyasztottak, ami metabolikus szindrómához és elhízáshoz, valamint csökkent aktivitási ritmushoz vezetett. Hasonló metabolikus változásokat figyeltek meg más egérmodellekben is, amelyekben mutációk történtek a molekuláris óra komponenseiben.

Glükóz homeosztázis és génexpresszió

A glükóz homeosztázist specifikus génjelző mechanizmusok szabályozzák, amelyeket bizonyos CCG-k irányítanak. A tanulmány kimutatta, hogy a hasnyálmirigy β-sejtjeiben normális BMAL1 expresszióval rendelkező egerekben a BMAL1/CLOCK dimerek szabályozó helyekhez kötődtek, ami a májsejtektől eltérő célpontok transzkripciójához vezetett. A károsodott BMAL1 expressziójú egerekben glükóz intolerancia alakult ki.

Epidemiológiai és populációs vizsgálatok

Az éjszakai műszakban dolgozók epidemiológiai elemzéseinek előzetes bizonyítékai arra utalnak, hogy a cirkadián ritmus megzavarása befolyásolja az anyagcsere-egészséget. Az ápolók egészségét vizsgáló tanulmány megjegyezte, hogy az éjszakai műszakban dolgozó résztvevőknél megnőtt a kalóriabevitel, lerövidült az alvás időtartama, és nagyobb valószínűséggel fordult elő náluk az elhízás.

CCG génexpresszió és cirkadián zavar

Egy 18 ápolón végzett tanulmány kimutatta, hogy a műszakban dolgozók perifériás vérének mononukleáris sejtjeiben kevesebb ritmikus gén volt, mint a nappali műszakban dolgozóké. Egy másik, 60 ápolón végzett tanulmány szinte az összes CCG eltérő expresszióját mutatta ki. Egy különálló vizsgálatban 22 résztvevőt 28 órás nappali deszinkronizációnak vetettek alá, amelynek során az elalvás kezdetét minden este négy órával eltolták.

Metabolikus patológia és CCG gének

Kétirányú kapcsolat lehet a CCG expressziója és az anyagcsere-egészség között, mivel az anyagcsere-egészség romlása szövetspecifikus módon megváltoztathatja a CCG expresszióját. Egy 28 elhízott és 21 sovány, cukorbetegségben nem szenvedő nő bevonásával végzett vizsgálat a különböző CCG-k expressziójának megváltozását mutatta ki elhízott egyéneknél.

Következtetés

Egyre több bizonyíték köti az óragén aktivitását a kóros anyagcsere-eredményekhez. A cirkadián ritmust zavaró anyagok hatása az expozíció időtartamától és minőségétől függ. A hosszú műszakos munka megakadályozhatja a belső szervek normális ritmusának helyreállítását. További kutatásokra van szükség a bizonyítékok elmélyítéséhez és ezen kapcsolatok jobb megértéséhez.