A cirkadián óra megszakadása elhízással, cukorbetegséggel és szívrohammal összefüggésben

A test cirkadián ritmusának megzavarása nemcsak elhízáshoz vezethet, hanem növelheti a cukorbetegség és a szívbetegségek kockázatát is.

cirkadián

Ez az első tanulmány következtetése, amely végérvényesen megmutatja, hogy az inzulinaktivitást a test cirkadián biológiai órája szabályozza. A tanulmány, amelyet február 21-én tettek közzé a Current Biology folyóiratban, segít megmagyarázni, miért nem csak az számít, amit eszel, hanem az is, hogy mikor eszel.

A kutatást Vanderbilt tudósok csoportja, Carl Johnson biológiai tudomány professzor, Owen McGuinness és David Wasserman, a molekuláris fiziológia és biofizika professzorai irányították.

"Vizsgálatunk megerősíti, hogy az egészséges életmód szempontjából nem csak az a fontos, amit eszel és mennyit eszel, hanem az is, hogy mennyit eszel" - mondta Shu-qun Shi posztdoktori munkatárs, aki a kutatóasszisztenssel végezte a kísérletet. Tasneem Ansari a Vanderbilt Egyetem Orvosi Központjának Egér Metabolikus Fenotipizáló Központjában.

Az elmúlt években számos, egereken és férfiakon végzett tanulmány különféle összefüggéseket talált a test biológiai órájának működése és anyagcseréje különböző aspektusai, az energiát szolgáltató és a szöveteket előállító, fenntartó és elpusztító fizikai és kémiai folyamatok között. Általában azt feltételezték, hogy ezeket a variációkat az inzulinra adott válasz váltja ki, amely az egyik leghatékonyabb metabolikus hormon. Azt azonban senki sem állapította meg, hogy az inzulin 24 órás ciklust követ, vagy mi történik, ha a test cirkadián órája megszakad.

Mivel éjszakaiak, az egereknek olyan cirkadián ritmusuk van, amely az emberek tükörképe: Éjszaka aktívak, nappal pedig alszanak. Egyébként a tudósok azt találták, hogy a két faj belső időmérő rendszere molekuláris szinten közel azonos módon működik. A legtöbb sejttípus saját molekuláris órát tartalmaz, melyeket az agy szuprachiasmatikus magjában egy fő cirkadián óra vezérel.

"Az emberek azt gyanították, hogy sejtjeink inzulinra adott válaszának cirkadián ciklusa van, de mi vagyunk az elsők, akik ténylegesen megmérték" - mondta McGuinness. "A központi idegrendszerben a főóra vezérli a ciklust, és az inzulin válasz következik."

A hasnyálmirigyben előállított inzulin kulcsszerepet játszik a test zsír- és szénhidrát-anyagcseréjének szabályozásában. Ha eszünk, emésztésünk az ételünkben lévő szénhidrátokat egyszerű cukorcukorrá bontja, amely felszívódik a véráramba. A túl sok glükóz a vérben mérgező, ezért az inzulin egyik szerepe a glükóz sejtekbe történő átvitelének serkentése, ezáltal a felesleges glükóz eltávolítása a vérből. Pontosabban, az inzulin szükséges a glükóz máj-, izom- és zsírsejtekbe történő mozgatásához. Emellett blokkolja a zsírégetés folyamatát is.

Az inzulin hatását - a hormon azon képességét, hogy eltávolítsa a vér glükózját - számos tényező csökkentheti, és inzulinrezisztenciának nevezik. A tanulmány megállapította, hogy a normál "vad típusú" egérszövetek inaktív/éhomi szakaszban viszonylag rezisztensek az inzulinnal szemben, míg a magas aktivitású/táplálkozási fázisban érzékenyebbé válnak az inzulinra (ezért jobban képesek a glükózt átvinni a vérből). 24 órás ciklusuk. Ennek eredményeként az inaktív fázisban a glükóz elsősorban zsírokká alakul, és a nagy aktivitású fázisban energiára és más szövetépítésre fordul.

"Ezért jó minden nap böjtölni. Vacsora és reggeli között ne egyél semmit" - mondta Johnson.

A kutatók azt is megvizsgálták, mi történt az inzulin működésével, amikor az egerek cirkadián órái megszakadtak.

Az egyik megközelítés az volt, hogy speciális "knock-out" egereket tanulmányoztak, amelyek eltávolították a megfelelő biológiai óra működéséhez szükséges gének egyikét. Úgy találták, hogy ezek az egerek éjjel-nappal inzulinrezisztens módba vannak zárva, mint az inaktív/éhezési fázis. Miután magas zsírtartalmú étrendet etettek, hajlamosak voltak nagyobb súlyt hízni és több zsírt szállítani, mint a vad típusú egerek. Azonban a hiányzó gén által termelt fehérjével való ellátás helyreállította a cirkadián ritmusukat, csökkentette inzulinrezisztenciájukat és megakadályozta őket a zsírfelesleg megszerzésében.

Másik megközelítés az volt, hogy a normál "vad típusú" egereket állandóan megvilágított környezetbe helyezték, ami megzavarta a cirkadián ciklust. Ebben az esetben azt tapasztalták, hogy az egerek inaktív/éhomi szakaszba vannak zárva, nagyobb testzsír-arányt fejlesztettek ki, és a magas zsírtartalmú étrenden nagyobb súlyra tettek szert, mint a vad típusú egerek, annak ellenére, hogy valójában kevesebb ételt fogyasztottak. Az elhízás és az azt kísérő inzulinrezisztencia növeli a cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát.

A kutatók szerint ez segít megmagyarázni az elhízás és a cukorbetegség megnövekedett gyakoriságát az éjszakai műszakban dolgozók, valamint az óra zavaraitól és a szokásos alvási szokásoktól szenvedők körében.

A kutatók azt is megállapították, hogy a magas zsírtartalmú étrend megzavarta a normális nappali/éjszakai ciklusban élő vad típusú egerek cirkadián óráját. Ennek eredményeként inzulinciklusuk az inaktív/éhezési fázisra tért ki, ami segít megmagyarázni, hogy a magas zsírtartalmú étrend miért vezet súlygyarapodáshoz.

A tanulmányt a DK059637, DK020593 és DK076169-04, az Országos Szív-, Tüdő- és Vérintézet R21HL1029492-01A1 támogatása, valamint az Agy- és Viselkedéskutatási Alapítvány NARSAD fiatal nyomozói díja # 17623 támogatta.