Lidé, kteří pracují na noční směny nebo pracují nepravidelně a jedí v nepravidelnou dobu, jsou náchylnější k přibývání na váze a cukrovce, pravděpodobně kvůli stravovacím návykům, které nejsou v souladu s přirozeným denním světlem a obvyklou dobou jídla. Je však možné se negativním účinkům stravování v těchto „neobvyklých“ časech vyhnout, i když to není biologicky výhodné? Nová studie Perelmanovy lékařské fakulty Pensylvánské univerzity říká „ano“ a osvětluje, jak tělo pozná, kdy má jíst. Studie publikovaná v časopise Science vysvětluje, jak vědci objevili spojení mezi vnitřními hodinami jater a centry krmení v mozku.
Ovlivnění komunikační cesty mezi játry a mozkem je slibným přístupem k regulaci hmotnosti u osob s narušeným cirkadiánním rytmem
Výzkum týmu ukázal, že játra vysílají prostřednictvím bloudivého nervu do mozku signály, které mozku sdělují, zda je jídlo přijímáno v době, která odpovídá cirkadiánnímu rytmu těla. Tyto signály mohou být narušeny neobvyklou pracovní dobou. Mozek to pak nadměrně kompenzuje, což vede k přejídání v nesprávnou dobu. „Myši i lidé obvykle jedí v době, kdy jsou vzhůru a bdělí, a tento cyklus poskytuje zpětnou vazbu z jater do centrálních hodin v mozku, které zajišťují hladký chod systému,“ uvedl hlavní autor studie Mitchell Lazar, MD, PhD, ředitel Institutu pro diabetes, obezitu a metabolismus Penn Medicine a Wareho profesor diabetu a metabolických onemocnění. Tato zpětná vazba probíhá prostřednictvím nervového spojení z jater do mozku.
Konkrétně se vědci zaměřili na geny zvané REV-ERB v jaterních buňkách myší. REV-ERB jsou důležité proteiny, které regulují cirkadiánní rytmus těla. Cirkadiánní rytmus těla je vnitřní 24hodinový cyklus, který reguluje různé činnosti, včetně cyklů spánku a bdění, vylučování hormonů a stravovacích návyků. Když byly tyto geny REV-ERB u myší vypnuty, čímž játra získala vadné hodiny, stravovací návyky se dramaticky změnily a myši konzumovaly více potravy v méně aktivním období. Účinky byly vratné. Narušení nervového spojení u obézních myší obnovilo normální stravovací návyky a snížilo příjem potravy. Podle vědců to naznačuje, že cílená manipulace s touto komunikační cestou mezi játry a mozkem by mohla být slibným přístupem k regulaci hmotnosti u jedinců s narušeným cirkadiánním rytmem.
Výzkumný tým předpokládá, že cílené ovlivnění určitých částí bloudivého nervu by mohlo pomoci lidem, kteří pracují na noční směny nebo trpí jet lagem, tím, že by bojovalo proti přejídání způsobenému narušenými tělesnými hodinami. Tato zjištění otevírají cestu k budoucím terapiím, které mohou cílit na specifické nervové dráhy a pomáhat tak lidem, kteří bojují s metabolickými poruchami způsobenými nepravidelným časem jídla. Budoucí výzkum by se měl zaměřit na to, jaké chemické signály vysílají játra do bloudivého nervu, aby bylo možné pochopit, jak játra prostřednictvím této komunikace ovlivňují mozek a tělo.
Více než 3 000 epigenetických přepínačů řídí denní cykly jaterních funkcí
Jak přesně je však činnost jater řízena? Vědci ze Salkova institutu identifikovali specifické genetické přepínače, které synchronizují činnost jater s cirkadiánním cyklem. Jejich zjištění poskytují další vhled do mechanismů, které stojí za zdraví ohrožujícími stavy, jako je vysoká hladina cukru v krvi a vysoká hladina cholesterolu. „Víme, že geny v játrech se zapínají a vypínají v různou denní dobu a podílejí se na metabolismu látek, jako jsou tuky a cholesterol,“ řekl Satchidananda Panda, spoluautor článku a docent v Salkově laboratoři pro regulační biologii. Aby vědci pochopili, co tyto geny zapíná nebo vypíná, museli najít spínače.
Ke svému překvapení zjistili, že mezi těmito spínači je chromatin, proteinový komplex, který pevně balí DNA v buněčném jádře. Ačkoli je chromatin dobře známý pro svou roli v řízení genů, dříve se nepředpokládalo, že by mohl být ovlivňován cirkadiánními cykly. V posledním desetiletí se vědci začali dozvídat více o vztahu mezi cirkadiánními cykly a metabolismem. Cirkadiánní cykly ovlivňují téměř všechny živé organismy včetně rostlin, bakterií, hmyzu a člověka. U lidí a dalších obratlovců řídí cirkadiánní reakce mozková struktura zvaná suprachiasmatické jádro. Hodiny však existují i v celém těle, včetně našich vnitřních orgánů, které určitým genům říkají, kdy mají vytvářet pracovní bílkoviny, které umožňují základní funkce v našem těle, jako je například výroba glukózy pro energii.
V játrech se geny, které řídí metabolismus tuků a cholesterolu, zapínají a vypínají synchronizovaně s těmito hodinami. Geny se však nezapínají a nevypínají jen tak. Jejich aktivita je regulována „epigenomem“, souborem molekul, které genům signalizují, kolik proteinů mají vytvářet a, což je z cirkadiánního hlediska nejdůležitější, kdy je mají vytvářet. V játrech myší objevili více než 3 000 epigenomických prvků, které regulují cirkadiánní cykly 14 492 genů. Při porovnání myšího genomu s lidským genomem našli mnoho stejných genů. Tím se vědci přiblížili o krok blíže k pochopení mechanismu genové regulace.
