Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Cell, показало: важно не только то, что вы едите, но и когда вы едите. Особенно это пригодится людям, работающим посменно, а также всем, кто часто меняет часовые пояса.
Credit: public domain
Биологические часы (или циркадные ритмы) – это приблизительно 24-часовой биологический цикл, который поддерживается с помощью генетических механизмов в каждой клетке тела, даже в кишечнике. Он управляет ежедневными физиологическими ритмами, начиная от времени отхода ко сну и заканчивая тем, как мы реагируем на лекарства.
Наши телесные часы синхронизируются с окружающей средой в зависимости от времени суток и времени приема пищи. Эта синхронность крайне важна для поддержания здоровья. Нарушение циркадного ритма при сменной работе или дальней поездке со сменой часовых поясов может не только негативно сказываться на самочувствии, но и иметь отдаленные последствия для здоровья (например, даже увеличивается количество поврежденной ДНК и снижается уровень ферментов, обеспечивающих ее восстановление).
Среди двух основных причин нарушения циркадного ритма можно выделить сдвиг периодов освещенности и прием пищи в необычное время, как это часто происходит во время сменной работы и при смене часовых поясов. Тем не менее, до сих пор не было известно, как именно часы нашего тела реагируют на время приема пищи.
Исследователи из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже и Университете Манчестера доказали роль инсулина в качестве основного сигнала, который «сообщает» время приема пищи клеточным часам по всему телу и, тем самым, поддерживает циркадный ритм. Эксперименты проводились на культуре клеток, а затем воспроизводились на мышах.
Оказалось, что инсулин – гормон, выделяющийся поджелудочной железой во время еды и помогающий утилизировать глюкозу из крови, снижая ее уровень – регулирует циркадные ритмы во многих клетках и тканях индивидуально. Он стимулирует выработку белка, называемого PERIOD, который необходим для поддержания циркадного ритма всех клеток.
Графический абстракт статьи показывает, что инсулин, выделяющийся во время приема пищи, может посредством биохимических реакций, связанных со своим рецептором, запускать синтез циркадных белков и, таким образом, влиять на биологические часы в клетках всего организма. Credit: Priya Crosby et al. / Cell 2019
Исследователи обнаружили, что если инсулин вводить мышам в «неправильное» время (когда животные должны были отдыхать), это нарушало их нормальные биологические ритмы: функциональные различия между днем и ночью как бы размывались.
«Современное общество создает много проблем для нашего здоровья и благополучия: сменная работа, лишение сна и сбой циркадных ритмов стали обычным делом. Однако такие вещи негативно сказываются на работе нашего организма. Сейчас становится ясно, что циркадные нарушения приводят к увеличению частоты и тяжести многих заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания и диабет 2 типа», — комментирует старший автор работы, доктор Дэвид Бехтольд (David A. Bechtold) из Университета Манчестера.
Текст: Диана Галимова
Insulin/IGF-1 Drives PERIOD Synthesis to Entrain Circadian Rhythms with Feeding Time by Priya Crosby, Ryan Hamnett, Marrit Putker, Hans Clevers, David A. Bechtold, John S. O’Neill in Cell. Published April 2019
https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.02.017
Команда ученых из университета Копенгагена подтвердила предположение, что за вечернее повышение беспокойства у пожилых людей ответственны циркадные ритмы. Помимо этого, они нашли способ, как отредактировать…
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications и представляющее полногеномный анализ большого количества пациентов, расширило список известных локусов, которые вовлечены в циркадные ритмы с 24 до…
Структура мозга настолько сложна и состоит из такого большого числа компонентов, что порой небольшие группы находящихся рядом нейронов могут иметь разные функции. Так и с…
