Ľudia, ktorí pracujú na nočné zmeny alebo pracujú nepravidelne a jedia v nepravidelných hod inách, sú náchylnejší na priberanie na váhe a cukrovku, pravdepodobne v dôsledku stravovacích návykov, ktoré nie sú v súlade s prirodzeným denným svetlom a zvyčajným časom jedla. Je však možné vyhnúť sa negatívnym účinkom stravovania v týchto „neobvyklých“ časoch, aj keď to nie je biologicky výhodné? Nová štúdia z Perelmanovej lekárskej fakulty na Pensylvánskej univerzite hovorí „áno“ a vrhá svetlo na to, ako telo vie, kedy má jesť. Štúdia publikovaná v časopise Science vysvetľuje, ako vedci objavili prepojenie medzi vnútornými hodinami pečene a centrami kŕmenia v mozgu.
Ovplyvnenie komunikačnej cesty medzi pečeňou a mozgom je sľubným prístupom k regulácii hmotnosti u jedincov s narušeným cirkadiánnym rytmom
Výskum tímu ukázal, že pečeň vysiela do mozgu signály prostredníctvom blúdivého nervu, ktoré mozgu oznamujú, či sa jedlo konzumuje v čase, ktorý zodpovedá cirkadiánnemu rytmu tela. Tieto signály môžu byť narušené neobvyklým pracovným časom. Mozog to potom nadmerne kompenzuje, čo vedie k prejedaniu sa v nesprávnom čase. „Myši aj ľudia zvyčajne jedia v čase, keď sú bdelí a ostražití, a tento cyklus poskytuje spätnú väzbu z pečene do centrálnych hodín v mozgu, ktoré zabezpečujú hladký chod systému,“ povedal hlavný autor štúdie Mitchell Lazar, MD, PhD, riaditeľ Inštitútu pre diabetes, obezitu a metabolizmus Penn Medicine a Wareho profesor diabetu a metabolických ochorení. Táto spätná väzba sa uskutočňuje prostredníctvom nervového spojenia z pečene do mozgu.
Výskumníci sa konkrétne zamerali na gény nazývané REV-ERB v pečeňových bunkách myší. REV-ERB sú dôležité proteíny, ktoré regulujú cirkadiánny rytmus tela. Cirkadiánny rytmus tela je vnútorný 24-hodinový cyklus, ktorý reguluje rôzne činnosti vrátane cyklov spánku a bdenia, vylučovania hormónov a stravovacích návykov. Keď sa tieto gény REV-ERB u myší vypli, čím sa pečeň stala chybnými hodinami, stravovacie návyky sa dramaticky zmenili a viac jedla sa konzumovalo v menej aktívnom čase. Účinky boli vratné. Prerušenie nervového spojenia u obéznych myší obnovilo normálne stravovacie návyky a znížilo príjem potravy. Podľa vedcov to naznačuje, že cielená manipulácia tejto komunikačnej cesty medzi pečeňou a mozgom by mohla byť sľubným prístupom k regulácii hmotnosti u jedincov s narušeným cirkadiánnym rytmom.
Výskumný tím predpokladá, že cielené pôsobenie na určité časti blúdivého nervu by mohlo pomôcť ľuďom, ktorí pracujú na nočné zmeny alebo trpia jet lagom, a to bojom proti prejedaniu spôsobenému narušenými telesnými hodinami. Tieto zistenia pripravujú pôdu pre budúce terapie, ktoré sa môžu zamerať na špecifické nervové dráhy, aby pomohli ľuďom bojujúcim s metabolickými poruchami spôsobenými nepravidelným časom jedla. Budúci výskum by sa mal zamerať na to, aké chemické signály vysiela pečeň do blúdivého nervu, aby sme pochopili, ako pečeň prostredníctvom tejto komunikácie ovplyvňuje mozog a telo.
Viac ako 3 000 epigenetických spínačov riadi denné cykly pečene
Ako presne je však aktivita v pečeni riadená? Vedci zo Salkovho inštitútu identifikovali špecifické genetické spínače, ktoré synchronizujú činnosť pečene s cirkadiánnym cyklom. Ich zistenia poskytujú ďalší pohľad na mechanizmy, ktoré stoja za zdraviu škodlivými stavmi, ako je vysoká hladina cukru v krvi a vysoká hladina cholesterolu. „Vieme, že gény v pečeni sa zapínajú a vypínajú v rôznych časoch dňa a podieľajú sa na metabolizme látok, ako sú tuky a cholesterol,“ povedal Satchidananda Panda, spoluautor článku a docent v Salkovom laboratóriu regulačnej biológie. Aby vedci pochopili, čo tieto gény zapína alebo vypína, museli nájsť spínače.
Na svoje prekvapenie zistili, že medzi týmito spínačmi je chromatín, proteínový komplex, ktorý pevne balí DNA v bunkovom jadre. Hoci je chromatín dobre známy svojou úlohou pri riadení génov, predtým sa nepredpokladalo, že by ho ovplyvňovali cirkadiánne cykly. V poslednom desaťročí sa vedci začali dozvedať viac o vzťahu medzi cirkadiánnymi cyklami a metabolizmom. Cirkadiánne cykly ovplyvňujú takmer všetky živé organizmy vrátane rastlín, baktérií, hmyzu a ľudí. U ľudí a iných stavovcov riadi cirkadiánne reakcie mozgová štruktúra nazývaná suprachiasmatické jadro. Hodiny sú však aj v celom tele vrátane našich vnútorných orgánov, ktoré určujú určitým génom, kedy majú vytvárať pracovné proteíny, ktoré umožňujú základné funkcie v našom tele, ako je napríklad výroba glukózy na energiu.
V pečeni sa gény, ktoré riadia metabolizmus tukov a cholesterolu, zapínajú a vypínajú synchronizovane s týmito hodinami. Gény sa však nezapínajú a nevypínajú len tak. Ich aktivita je regulovaná „epigenómom“, súborom molekúl, ktoré génom signalizujú, koľko proteínov majú vytvárať a, čo je z cirkadiánneho hľadiska najdôležitejšie, kedy ich majú vytvárať. V pečeni myší objavili viac ako 3 000 epigenomických prvkov, ktoré regulujú cirkadiánne cykly 14 492 génov. Pri porovnaní myšieho genómu s ľudským genómom našli mnoho rovnakých génov. Vedci sa tak o krok priblížili k pochopeniu mechanizmu regulácie génov.
