Pētījumā cirkadianā ritma traucējumi saistīti ar aptaukošanos un diabētu

Jaunā pētījumā, kas publicēts žurnālā "Klīniskās izpētes žurnāls", tika pārskatīti pierādījumi par diennakts ritma traucējumiem, vielmaiņas veselību un diennakts lokomotorās izvades (pulksteņa) cikla gēniem.

Ikdienas dzīves rutīna ir saistīta ar vidi, kas noved pie diennakts ritmu evolūcijas. Tādi indikatori kā temperatūra, saules gaisma, pārtika un skaņa, ko sauc par "zeitgeberiem", pielāgo diennakts ritmus ārējiem apstākļiem. Arvien vairāk pierādījumu saista diennakts ritma traucējumus jeb "zeitgeberus" ar nelabvēlīgu ietekmi uz cilvēkiem. Trūkst visaptveroša pārskata par vielmaiņas veselības un diennakts gēnu ekspresijas saistību. Šajā pētījumā tika apkopoti un salīdzināti pierādījumi no dzīvnieku modeļiem ar epidemioloģiskajiem datiem, lai uzlabotu izpratni par diennakts ritma traucējumu un pulksteņa gēnu ekspresijas ietekmi uz ar vielmaiņu saistītām patoloģijām.

Diennakts ritmi dzīvnieku modeļos

Dzīvnieku diennakts ritmu ģenētiskie virzītājspēki pirmo reizi tika atklāti augļu mušiņā Drosophila melanogaster, kas parādīja, ka perioda gēns (per) un proteīns (PER) ir svarīgi diennakts ritmam. Turpmākie pētījumi apstiprināja šos rezultātus un identificēja papildu galvenos pulksteņa gēnus, piemēram, smadzeņu un muskuļu ARNT-like 1 (BMAL1), kriptohromu (CRY) un PER ortologus (PER1–PER3).

Pelēm ar mutētiem pulksteņa gēniem bija izmainīti ēdienreižu laiki un tās patērēja vairāk kaloriju, kas noveda pie vielmaiņas sindroma un aptaukošanās, kā arī samazināta aktivitātes ritma. Līdzīgas vielmaiņas izmaiņas ir novērotas arī citos peļu modeļos ar mutācijām molekulārā pulksteņa komponentos.

Glikozes homeostāze un gēnu ekspresija

Glikozes homeostāzi regulē specifiski gēnu signalizācijas mehānismi, ko kontrolē noteiktas CCG. Pētījums parādīja, ka pelēm ar normālu BMAL1 ekspresiju aizkuņģa dziedzera β šūnās BMAL1/CLOCK dimēri saistās ar regulatoriskajām vietām, izraisot citu mērķu, nevis aknu šūnu, transkripciju. Pelēm ar traucētu BMAL1 ekspresiju attīstījās glikozes nepanesība.

Epidemioloģiskie un populācijas pētījumi

Sākotnējie pierādījumi, kas iegūti no nakts maiņu darbinieku epidemioloģiskajām analīzēm, liecina, ka vielmaiņas veselību ietekmē diennakts ritma traucējumi. Medmāsu veselības pētījumā tika atzīmēts, ka dalībniekiem, kuri strādāja nakts maiņās, bija palielināts kaloriju patēriņš, saīsināts miega ilgums un lielāka iespējamība saslimt ar aptaukošanos.

CCG gēnu ekspresija un diennakts traucējumi

Pētījumā, kurā piedalījās 18 medmāsas, tika atklāts, ka maiņu darbiniekiem perifēro asiņu mononukleārajās šūnās bija mazāk ritmisko gēnu nekā dienas maiņas darbiniekiem. Citā pētījumā, kurā piedalījās 60 medmāsas, tika konstatēta gandrīz visu CCG atšķirīga ekspresija. Atsevišķā pētījumā 22 dalībnieki tika pakļauti piespiedu 28 stundu dienas desinhronizācijai, katru nakti miega sākumu pārceļot par četrām stundām.

Metabolisma patoloģija un CCG gēni

Starp CCG ekspresiju un vielmaiņas veselību var būt divvirzienu saistība, jo vielmaiņas veselības pasliktināšanās var mainīt CCG ekspresiju audiem specifiskā veidā. Vienā pētījumā, kurā piedalījās 28 aptaukojušās un 21 liesās sievietes bez diabēta, tika konstatētas dažādu CCG ekspresijas izmaiņas aptaukojušos indivīdu organismā.

Secinājums

Arvien vairāk pierādījumu saista pulksteņa gēnu aktivitāti ar patoloģiskiem vielmaiņas rezultātiem. Diennakts ritmu traucējošo faktoru ietekme ir atkarīga no iedarbības ilguma un kvalitātes. Ilgstošs maiņu darbs var neļaut iekšējiem orgāniem atjaunot normālu ritmu. Ir nepieciešami papildu pētījumi, lai padziļinātu pierādījumu bāzi un uzlabotu izpratni par šīm attiecībām.