A glükóz elhízáskor megviseli a cirkadián órákat, ez kardiovaszkuláris kockázatot jelenthet

Úgy tűnik, hogy az elhízás magas glükózszintje felemeli sejtjeinkben a cirkadián órák munkáját, amelyek segítenek szabályozni számos testfunkció időzítését a nap 24 órájában, és növelik a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát - állítják a tudósok.

"Kimutattuk, hogy a glükóz és a szív- és érrendszeri problémák elválaszthatatlanul összekapcsolódnak az elhízással" - mondja Dr. David Stepp, az érbiológiai központ érbiológusa és az Augusta University of Georgia Medical College fiziológiával megbízott Leon Henri Charbonnier tanszéke.

"Kimutattuk azt is, hogy a magas glükózszint rontja a cirkadián óraműködést. Most szeretnénk tudni, hogy rögzítjük-e az órát, megoldjuk-e a szív- és érrendszeri problémákat" - mondja Stepp.

Ő és Dr. David Fulton, az Érbiológiai Központ igazgatója és az MCG Farmakológiai és Toxikológiai Tanszékének professzora az Országos Egészségügyi Intézet 2,7 millió dolláros támogatásának fő nyomozói, amely lehetővé teszi az időszakos koplalás és a fejlődő órarendszer-gyógyszerek kategóriája a válasz megtalálására.

A cirkadián órák úgy állítják be testünk ritmusát, hogy a megfelelő időben eszünk, alszunk és felébredünk. Kevésbé ismert, hogy a cirkadián órák fontos szerepet játszanak ezeknek az eseményeknek az előrejelzésében, valamint a szerveink és sejtjeink előkészítésében, hogy optimálisan működjenek a megfelelő időben, és előre jelezzék, mikor kell pihenni és megújulni - mondja Fulton.

"A tested minden sejtjében van egy óra, amelyet a napi szükségletek előrejelzésére használnak" - mondja Fulton, a vérnyomásod és a pulzusod éjszaka csökken, reggel pedig megugrik, amikor a lábad földet ér, és a vérnek küzdenie kell a gravitáció ellen.

"Éjszakai anyagcsereszükségletei eltérnek az ébrenléti anyagcsereszükségletektől" - mondja Stepp. "Némelyikük több; néhányuk csak más."

Az alvás állítólag minden sejtünk számára pihenési és gyógyulási időszak, csakúgy, mint nekünk általában. "Regenerálást, helyreállítást, javítást végez" - mondja Stepp. Hajnalban az éjszaka aktív géneket ki kell kapcsolni, a napi tevékenység szempontjából fontos géneket be kell kapcsolni, és anyagcserénknek át kell állnia a helyreállító állapotról az aktív fázisra.

A véráramlás igazodik ezekhez a dinamikus anyagcsere-igényekhez, és a cirkadián óráink mintegy közvetítők az anyagcsere és a szív- és érrendszerünk között, amelyek koordinálják az anyagcsere változását a kardiovaszkuláris génfunkció változásával.

Az MCG tudósainak bizonyítékai vannak arra, hogy az elhízás megszakíthatja ezeket a kapcsolatokat az anyagcsere és a kardiovaszkuláris szabályozás között. A túlzott táplálékfogyasztás, különös tekintettel a magas cukor- és szénhidráttartalmú élelmiszerekre, amelyek egy része testünk glükózra bomlik, csillapítja az óra működését és veszélyezteti a szív- és érrendszeri egészséget. "Ez bizony gyorsítószer" - mondja Fulton a magas glükózszintről.

Dokumentálták mind a magas glükózszintet, mind a jelentős cirkadián diszfunkciót a hyperphagia egérmodelljében. Ezeknek az elhízott egereknek óriási étvágyuk van, magas a glükózszint és a magas vérnyomás, amely nem süllyed éjszaka, amikor kell, és ami a legfontosabb, az endotélsejtek egyetlen rétegének működési zavarai, amelyek az ereket vonják be. Az endoteliális sejtek általában sima felületet biztosítanak a vér áthaladásához, és kulcsszerepet játszanak abban, hogy az erek kitáguljanak a nagyobb vérmennyiségre reagálva, így a vérnyomás nem emelkedik túl sokat.

A szív- és érrendszeri tanulmányaik középpontjában álló endotheli diszfunkció az ateroszklerózis egyik fő kezdeményezője, és sokan közülünk ezt szívbetegségnek gondolják. A diszfunkcionális endoteliális sejtek gyulladnak, ragadnak és károsabb reaktív oxigénfajtákat és kevesebb nitrogén-oxidot termelnek, ami rontja az erek tágulását. Ennek eredménye lehet egy kanyargós folyosó a vér számára, ragadós falak, ahol a sejtek felhalmozódnak, és koszorúér-betegség.

Amikor az MCG tudósai genetikai megközelítéssel vagy környezeti módosításokkal, ideértve a sugárzavaros fényciklusokat is, megzavarják a cirkadián órák sebességét egerekben, mindkét megközelítés az óra funkciójának elvesztését eredményezi, és növeli az endotheliális diszfunkció és a betegség kockázatát. Most Fulton és Stepp többet akar tudni arról, hogy az órák hogyan veszítik el az időzítést, és hogyan lehet a legjobban beavatkozni.

Az elhízott egereket egy órajelzővel tenyésztették, a cirkadián óra sebességváltóját egy fluoreszcens fehérjéhez kapcsoltan, amely akkor világít, amikor a sebességfokozat be van kapcsolva, így jobban nyomon követhetik az óra aktivitását.

Ezeket az órajelző egereket felhasználva a cirkadián ritmus és az órához kapcsolódó gének óriási visszaesését tapasztalták elhízott egerekben, és magas vércukorszintet a vérben ezen események előtt.

"Az első dolog, amit tudni akarunk, meg tudjuk-e érteni, miért hanyatlott az óra az elhízásban" - mondja Stepp. "A második dolog az, ami közvetíti a cirkadián rendellenességek hatásait a szív- és érrendszeri betegségekre, és ha kijavítjuk ezt a rendellenességet, akkor visszakapjuk az amplitúdót, megoldja-e a szív- és érrendszeri problémákat."

Ha az időszakos éhgyomri - amely hozzájárulhat a glükózszint normális csúcsainak és völgyeinek helyreállításához -, vagy az órafixáló gyógyszerek, amelyeket ezekhez a vizsgálatokhoz használnak, zavarják a szív- és érrendszeri problémák kialakulását, válaszolniuk kell.

Nekik és másoknak már bizonyítékuk van arra, hogy az általuk használt kicsi, órarögzítő molekula, a nobiletin, fokozza az elhízás óraműködésének amplitúdóját és visszafordítja annak csökkentését. Függetlenül attól, hogy ez javítja-e a szív- és érrendszeri funkciókat, az az egyik dolog, amiről most többet akarnak megtudni.

Ez magában foglalja annak ellenőrzését, hogy a magas glükózszint és az ebből eredő óra-diszfunkció működik-e a galektin-3, a szív- és érrendszeri betegségekkel összefüggő receptor megnövekedett expresszióján keresztül, amelyet az egér modelljükben láttak, hogy előállítsák az NOX1 gént, amely átalakítja az oxigént káros szuper-oxiddá., az endothel sejtekben.

Még mindig nem biztosak abban, hogy melyik óra (ok) a legfontosabbak ebben a problémában. Bárhová néztek - szív, vese, máj, erek és endoteliális sejtek - látták ezeket az elhasználódott órákat. Egyelőre az endoteliális sejtek óráira összpontosítanak, ahol szerintük sok probléma kezdődik. Nem számítanak arra, hogy ezekben a tanulmányokban meghatároznának egy adott órát (órákat), de ha eredményeik továbbra is érvényben maradnak, akkor a jövőbeni vizsgálatok során más cellák óráit kezdik kiütni.

Szerintük a probléma szó szerint az időzítéssel kapcsolatos, mondja Fulton. A megfelelő jelzéshez csúcs és mélység szükséges, és a túl sok glükóz állandó túlstimulálása a test helyett megpróbálja kikapcsolni az órákat.

A tudósok megjegyzik, hogy ha egészséges izomzatod van az elhízás ellenére, az legalább egy ideig enyhíti a magas glükóz érrendszerre gyakorolt hatását. Az izom a glükóz első és gyors használója, gyorsan kihúzza a vérkeringésből. "Ha az izomba megy, soha többé nem jön ki" - mondja Stepp. "Használatra vagy későbbre tárolja." Az elhízott egerek, akárcsak az emberek, elveszítik az izomtömeget. Néhány kezdeti vizsgálatukban elhízott egerekben megőrzik az izomtömeget, ami szintén megakadályozta a szív- és érrendszeri károsodást.

Megjegyzik, hogy mind az öregedés, amikor az izom természetes módon elveszíti a térfogatát még aktív személyeknél, mind a gerincvelő sérülései vagy egyéb olyan állapotok, amelyek mozdulatlanná tesznek bennünket, ugyanolyan kardiovaszkuláris kockázatokkal járnak, mint az elhízás.

Míg a cirkadiánnal kapcsolatos kardiovaszkuláris kockázatot olyan életszerű forgatókönyvek is növelik, mint a műszakos munka vagy a krónikus sugárhúzás még egy sovány egérben is, az elhízottnál sokkal rosszabb, mondja Stepp.

A felnőttkori elhízás olyan tényezők következménye, amelyek magukban foglalják a felhasználtnál több kalória fogyasztását, a gyógyszereket és egyéb expozíciókat, valamint a genetikát, ideértve az éhséget és az ételbevitelt növelő génváltozatokat is - állítja a Betegségmegelőzési és Megelőzési Központ. A gyengébb mentális egészséggel, az életminőség romlásával jár együtt, és hozzájárul az Egyesült Államokban bekövetkező halálokokhoz, beleértve a cukorbetegséget, a szívbetegségeket, a stroke-ot és a rák egyes típusait. Maga az elhízás a szív- és érrendszeri betegségek egyik fő rizikófaktorának számít, valamint a cukorbetegség és a magas vérnyomás, valamint a szív- és érrendszeri kockázatok egyik fő kockázatának.