Jak nasze zegary ciała mogą wpływać na nasze zdrowie
Ponieważ nasz styl życia staje się coraz bardziej wymagający, budujemy nasze życie w oparciu o sztucznie podzielone dni i noce, które uwzględniają potrzebę pracy na nocną zmianę, pozostania całą noc lub podróżowania między kontynentami. Ale ma to wpływ na nasze naturalne zegary ciała, co ma niepożądane konsekwencje.
Jeśli manipulujemy naszymi rytmami dobowymi - ustawianymi przez zegary ciała, które regulują wszystkie zautomatyzowane procesy zachodzące w organizmie - manipulujemy naszym zdrowiem.
Nasze zegary ciała kontrolują metabolizm, przyczyniając się do prawidłowego funkcjonowania każdego organu w naszym ciele.
Jeśli jednak regularnie omijamy nasze naturalne cykle dnia i nocy - pracując w nocy, podróżując na duże odległości lub spędzając zbyt dużo czasu na oglądaniu jasnych ekranów w ciemności - nasze zegary ciała tracą orientację i przestają działać prawidłowo.
Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Południowej Kalifornii w Los Angeles, Scripps Research Institute w La Jolla w Kalifornii i Uniwersytecie Nagoya w Japonii identyfikują kluczowy mechanizm, który łączy rozregulowanie rytmu dobowego z większym narażeniem na choroby przewlekłe.
„Badania epidemiologiczne konsekwentnie ujawniają coraz więcej powiązań między współczesnym stylem życia a naszym wewnętrznym zegarem biologicznym, a ich zderzenie może prowadzić do rozwoju chorób, takich jak otyłość i rak piersi” - zauważa autor badania Steve Kay, profesor neurologii , Inżynieria biomedyczna i nauki biologiczne na Uniwersytecie Południowej Kalifornii.
Dodaje jednak: „Badanie to wykracza poza epidemiologię i polega na zbadaniu mechanizmów zaburzeń dobowych jako czynnika ryzyka niektórych chorób”.
Nowe badanie, które pojawia się w PNAS, zidentyfikował białko, które odgrywa podwójną rolę w kontekście rytmu okołodobowego i wyjaśnia, w jaki sposób zakłócone zegary ciała mogą prowadzić do chorób.
Zakłócenie delikatnej równowagi
Kay i współpracownicy skupili się na HNF4A, białku znajdującym się w jądrach komórkowych, które, jak sugerują poprzednie badania, jest zaangażowane we wczesny rozwój wątroby, nerek i jelita grubego.
Kiedy naukowcy przeanalizowali komórki wątroby i okrężnicy pobrane z mysiej i ludzkiej tkanki, odkryli, że HNF4A oddziałuje z zegarami okołodobowymi tych komórek w złożony sposób. Dokładniej, HNF4A może blokować dwa inne białka - CLOCK i BMAL1 - które pomagają regulować rytmy dobowe u ssaków.
„Wewnątrz komórki trybiki zegara są uniwersalne, ale wskazówki zegara są specyficzne dla każdego organu, więc sposób, w jaki zegar wykonuje swoją pracę w każdej komórce, jest inny” - wyjaśnia Kay.
Okazuje się, że HNF4A reaguje na sygnały chemiczne w komórce i odpowiednio oddziałuje na inne białka. Oznacza to, że kiedy aktywność tego białka szaleje, normalne procesy metaboliczne również zostają zakłócone, przez co narządy są bardziej narażone na choroby.
„Tak więc w wątrobie przyjrzeliśmy się białkom specyficznym dla tkanek i odkryliśmy, że HNF4A jest powiązany z zegarem dobowym, jest regulowany przez zegar i cykle z zegarem, a z kolei reguluje zegar. To jest nowe odkrycie i duży krok naprzód ”.
Steve Kay
Jak wyjaśnia pierwszy autor badania, Meng Qu, „Mutations in [the] HNF4A Wiadomo, że gen przyczynia się do rzadkiej dziedzicznej postaci cukrzycy zwanej MODY1, a rozregulowanie jego ekspresji jest ściśle powiązane z rakiem wątroby, z mechanizmami, których nie w pełni rozumiemy ”.
„Nasze odkrycie sugeruje, że zakłócenie zegara może być potencjalnym mechanizmem i stanowić pomost między regulacją dobową a rozwojem choroby” - dodaje.
Współczesny styl życia często wymaga, abyśmy żyli w nieregularnych rytmach, a naukowcy ostrzegają, że może to przyczynić się do zakłócenia wrażliwych mechanizmów, w tym tych, w których zaangażowane są białka, takie jak HNF4A.
„Ludzie nie są przystosowani do nocnych zmian, nocnych świateł i podróży międzykontynentalnych. Współczesne wyzwania dla naszego układu okołodobowego stanowią długoterminowe zagrożenie dla naszego zdrowia ”- mówi Kay.
Odkrycia, takie jak to, na które zwrócono uwagę w obecnym badaniu, mogą dać nam bardziej szczegółowy obraz tego, jak zakłócone zegary ciała mogą wpływać na wyniki zdrowotne.
„Teraz możemy zobaczyć, że HNF4A to nowy rozdział w książce, która składała się głównie z pustych stron, więc zaczyna się tam historia, gdy wypełniamy ogromne puste miejsce” - zachęca Kay.
