Man kan tycka att sommaren är hälsosammare. Solen skiner, vi får i oss massor av D-vitamin och dagarna är långa. Forskningsresultat från Köpenhamns universitet tyder dock på att vinterns matvanor är bättre för vår metaboliska hälsa än sommarens, åtminstone om du är en mus.

Forskarna studerade ämnesomsättningen och vikten hos möss som utsattes för både ”vinterljus” och ”sommarljus”. ”Vi fann att även hos djur som inte lever efter säsong leder skillnader i ljustimmar mellan sommar och vinter till skillnader i energimetabolism. I det här fallet handlar det om kroppsvikt, fettmassa och fetthalt i levern”, säger Lewin Small, som genomförde forskningen som postdoktor vid Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research vid Köpenhamns universitet. Han tillägger: ”Vi såg detta framför allt hos möss som utsattes för vinterljus. Dessa möss gick upp mindre i kroppsvikt och hade lägre fetmanivåer. De åt mer rytmiskt under en 24-timmarsperiod. Detta ledde sedan till fördelar för den metaboliska hälsan.” Studien är den första i sitt slag som undersöker dagsljusets inverkan på ämnesomsättningen hos möss, som inte betraktas som säsongsbetonade djur eftersom de inte, som människor, föder upp sina ungar endast under vissa årstider. Djur som förökar sig under särskilda årstider går upp i vikt före förökningssäsongen för att spara på energireserverna.

Dagsljusets timmar påverkar ämnesomsättningen

Dagsljuset spelar en central roll för människans ämnesomsättning eftersom det i hög grad styr den inre biorytmen. När ljuset träffar ögonen skickar kroppen signaler till den inre klockan i hjärnan, som sedan reglerar olika hormoner. Framför allt på morgonen ser det starka dagsljuset till att produktionen av sömnhormonet melatonin minskar. Samtidigt stiger kortisolnivåerna naturligt, vilket gör kroppen vaken och aktiv och stimulerar energiomsättningen. En välbalanserad ljus- och hormonrytm hjälper ämnesomsättningen att arbeta jämnt, stöder blodsockerregleringen och håller fettförbränningen på rätt spår. För lite dagsljus, som ofta är fallet på vintern eller under långa perioder inomhus, kan störa denna process. Kroppen förblir i ett slags viloläge under längre tid, tröttheten ökar och ämnesomsättningen saktar ner.

Dagsljuset påverkar också produktionen av serotonin, ett hormon som är viktigt för både humöret och aptiten. Med tillräckligt med ljus är serotoninnivåerna högre, vilket ökar det allmänna välbefinnandet och kan förebygga matbegär. Brist på ljus minskar serotoninaktiviteten, vilket gör att kroppen oftare längtar efter energirika, kolhydratrika livsmedel, vilket i sin tur kan påverka kroppsvikten och ämnesomsättningen. Dessutom spelar solljus en viktig roll i bildandet av D-vitamin, som är involverat i olika metaboliska processer, inklusive socker- och fettmetabolism och muskelstyrka. En D-vitaminbrist, som är vanligare under månader med lite ljus, kan därför indirekt bidra till en långsammare ämnesomsättning. Sammantaget står det klart att dagsljuset är mycket mer än bara en faktor för god syn. Det fungerar som en pacemaker för hormoner, energibalans, sömnkvalitet och aptitreglering. Regelbunden exponering för tillräckligt med dagsljus, särskilt på morgonen, höjer inte bara humöret utan bidrar också till en sund och aktiv ämnesomsättning.

Skillnader i ljusintensitet mellan sommar och vinter kan påverka våra matvanor

Forskarna blev inspirerade att genomföra studien på grund av de betydande skillnaderna i dagsljustimmar i olika regioner i världen. ”Vi undersöker hur tiden på dygnet påverkar olika aspekter av ämnesomsättningen, till exempel motion, fetma och diabetes. De flesta studier som undersöker detta förhållande utgår dock från att längden på dag och natt är densamma under hela året”, säger Lewin Small. Därför ville de ta reda på vad de säsongsmässiga skillnaderna i ljus betyder för ämnesomsättningen. De flesta människor i världen lever med en ljusskillnad på minst två timmar mellan sommar och vinter. ”Jag kommer från Australien och när jag flyttade till Danmark var jag inte van vid den stora skillnaden mellan sommar och vinter och jag var intresserad av hur detta kunde påverka dygnsrytmen och ämnesomsättningen”, säger Lewin Small och tillägger ”Så vi utsatte laboratoriemöss för olika ljusförhållanden som representerade olika årstider och mätte markörer för metabol hälsa och dygnsrytm hos dessa djur.”

Eftersom forskningen utfördes med möss som försöksdjur kan man inte utgå från att samma sak gäller för människor. ”Det här är ett principiellt bevis. Påverkar skillnader i antalet ljustimmar energimetabolismen? Ja, det gör de. Ytterligare studier på människor skulle kunna visa att en förändring av vår exponering för artificiellt ljus på natten eller naturligt ljus under hela året skulle kunna användas för att förbättra vår metaboliska hälsa”, säger Juleen Zierath, professor vid Novo Nordisk Center for Basic Metabolism Research (CBMR) och huvudförfattare till studien. Lewin Small tillägger att dessa nya rön är viktiga för att förstå hur matvanor påverkas av ljus och årstider, vilket kan hjälpa oss att förstå varför vissa människor går upp mer i vikt eller om människor går upp mer i vikt under vissa tider på året. Skillnader i ljusintensitet mellan sommar och vinter kan påverka våra hungerkänslor och när vi känner oss hungriga under dagen.

Vad och hur mycket vi äter kan förändra vår inre klocka och våra hormonreaktioner

Tidigare forskning har visat att glukokortikoidhormoner som kortisol reglerar socker- och fettnivåerna på olika sätt under en 24-timmarsperiod, beroende på tid på dygnet, matintag och fasta, vila och aktivitet. En studie på möss visade att den dygnsberoende metaboliska cykeln förändras av en kaloririk diet. Eftersom glukokortikoider ofta används för att behandla inflammatoriska sjukdomar tyder dessa resultat från Molecular Cell på att magra och överviktiga patienter kan reagera olika på steroidbehandling. Slutligen påvisas den biologiska funktionen hos hormonutsöndringens dygnsrytm (hög före uppvaknande och ätande, låg under sömn och fasta) och leverns dagliga cykler för lagring eller frisättning av socker och fett.

Varje cell i människokroppen styrs av en inre klocka som följer dygnsrytmen 24 timmar om dygnet. Den synkroniseras med den naturliga dag-natt-cykeln främst av solljus, men också av sociala vanor. I ett friskt system produceras glukokortikoida stresshormoner av binjurarna varje morgon. Frisättningen av glukokortikoider når sin topp innan vi vaknar och får kroppen att använda fettsyror och socker som energikällor så att vi kan påbörja våra dagliga aktiviteter. När dygnsrytmen störs (t.ex. av skiftarbete eller jetlag) och/eller när glukokortikoidnivåerna förändras (t.ex. på grund av Cushings syndrom eller långvarig klinisk användning) kan detta leda till allvarliga metabola störningar– t.ex. fetma, typ 2-diabetes och fettlever. Forskarnas mål var därför att förstå betydelsen av dessa dagliga toppar i frisättningen av stresshormoner, hur dessa hormoner påverkar vår ”inre klocka” och vilken roll de spelar i de dagliga metaboliska cyklerna.

Metaboliska effekter av glukokortikoider i levern

För att undersöka glukokortikoidernas metaboliska effekter i levern karakteriserade forskarna aktiviteten hos deras receptor, den s.k. glukokortikoidreceptorn, med hjälp av nya tekniker med hög genomströmning. De analyserade levern hos möss var fjärde timme under dag och natt. Mössen var antingen i normalt tillstånd eller fick en fettrik diet. De använde sedan toppmodern teknik från områdena genomik, proteomik och bioinformatik för att visa när och var glukokortikoidreceptorn utövar sina metaboliska effekter. Forskarna undersökte effekterna av dagliga utbrott av glukokortikoidfrisättning i 24-timmarscykeln för levermetabolism. De kunde visa hur glukokortikoider reglerar ämnesomsättningen på olika sätt under fasta (när mössen sover) och under föda (när de är aktiva) genom tidsberoende bindning till arvsmassan. Dessutom visade de hur större delen av den rytmiska genaktiviteten styrs av dessa hormoner. När denna kontroll går förlorad (hos så kallade knockout-möss) försämras blodsocker- och fettnivåerna. Detta förklarar varför levern reglerar blodsocker- och fettnivåerna på olika sätt under dagen och natten.

Eftersom glukokortikoidreceptorn är en vanligt förekommande målmolekyl inom immunterapi undersökte man därefter dess genomiska effekter efter injektion av läkemedlet dexametason, en syntetisk glukokortikoid som också aktiverar denna receptor. ”Med detta experiment”, förklarar Dr. Fabiana Quagliarini, ”fann vi att svaret på läkemedlet var annorlunda hos överviktiga möss än hos magra möss. Det här är första gången som det har visat sig att kosten förändrar hormon- och läkemedelssvaren i metaboliska vävnader.”

Viktiga resultat för kronomedicin och behandling av metabola sjukdomar

Glukokortikoider är en grupp naturliga och syntetiska steroidhormoner, t.ex. kortisol, som främst produceras i binjurebarken. De följer en strikt dygnsrytm i kroppen. Kortisolnivåerna är högst på morgonen för att aktivera kroppen och sjunker sedan under dagen. Denna rytm styrs av den inre klockan och kan påverkas av ljus, stress eller sömnmönster. Glukokortikoider har starka antiinflammatoriska och immunosuppressiva egenskaper som kan användas för att kontrollera immunsystemets aktivitet. Av denna anledning används de i stor utsträckning inom medicinen. Den största nackdelen är att glukokortikoider också orsakar allvarliga biverkningar på grund av sin förmåga att modulera socker- och fettmetabolismen: patienter kan utveckla fetma, hypertriglyceridemi, fettlever, högt blodtryck eller typ 2-diabetes.

”Att förstå hur glukokortikoider styr 24-timmarscykeln av genaktivitet i levern och därmed blodsocker- och fettnivåerna ger nya insikter för kronomedicin och utvecklingen av metaboliska sjukdomar. Vi har kunnat beskriva ett nytt samband mellan livsstil, hormoner och fysiologi på molekylär nivå, vilket tyder på att överviktiga personer kan reagera annorlunda på daglig hormonfrisättning eller på glukokortikoidmedicinering. Dessa mekanismer utgör grunden för utvecklingen av framtida terapeutiska metoder”, understryker professor Henriette Uhlenhaut.