Циркадные часы и похудение
Согласно двум исследованиям, проведенным учеными Weill Cornell Medicine, нарушение циркадных часов, которые удерживают организм и его клетки вовлеченными в 24-часовой цикл день-ночь, играет решающую роль в увеличении веса.
Биологические часы влияют на суточный ритм многих физиологических процессов. На этой диаграмме изображены циркадные закономерности, типичные для тех, кто рано встает по утрам
В первом исследовании «Выравнивание циркадных глюкокортикоидных колебаний приводит к острой гиперинсулинемии и гипертрофии адипоцитов», опубликованном в Cell Reports, было показано, что стресс, вызванный хроническим введением глюкокортикоидных гормонов стресса и нарушением нормального суточного цикла высвобождения, запускает временный защитный механизм у мышей. Этот механизм стимулирует рост жировых клеток и выработку инсулина, одновременно снижая избыточный уровень сахара в крови и жира в крови и печени.
Много сил работает против здорового обмена веществ, когда мы выходим из циркадного ритма
Ученые имитировали разрушительное воздействие таких состояний, как болезнь Кушинга или хронический стресс, на обычные ежедневные колебания глюкокортикоидов, класса гормонов, связанных со стрессом. Для этого они имплантировали под кожу мышей гранулы, которые выделяли глюкокортикоиды с постоянной скоростью в течение 21 дня, и сравнили их с нормальными мышами, у которых были нормальные суточные колебания. Количество коричневого и белого жира у мышей, получавших глюкокортикоидные гранулы, удвоилось в течение 21 дня, а уровень инсулина в их организме резко возрос, хотя мыши по-прежнему питались той же здоровой пищей, что и обычные мыши.
Удивительно, но эти нарушения обмена веществ, по-видимому, оказывают «защитный эффект», поддерживая низкий уровень сахара в крови и предотвращая накопление жира в крови или печени. Когда они удалили гранулы, метаболические изменения быстро обратились вспять.
Второе исследование «Циркадные часы опосредуют ежедневные всплески клеточной дифференцировки, периодически ограничивая приверженность клеточной дифференцировке», опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что предшественники жировых клеток превращаются в жировые клетки в период покоя мышей.
Исследования показывают, что стресс и другие факторы, которые выбивают «часы» организма из ритма, могут способствовать увеличению веса и предлагать новые подходы к лечению ожирения.
В этом втором исследовании ученые присоединили красный флуоресцентный белок к белку, который контролирует экспрессию важных генов циркадных часов, а желтый флуоресцентный белок к гамма-рецептору, активируемому пролифератором пероксисом (PPARG), белку, который регулирует выработку жировых клеток.
Они использовали эти два флуоресцентных маркера для мониторинга ежедневных колебаний PPARG и циркадной экспрессии генов в предшественниках жировых клеток мыши. В период отдыха в течение дня они обнаружили, что циркадный белок, называемый альфа-белком, связывающим усилитель CCAAT, вызывает быстрое увеличение выработки PPARG. Как только уровень PPARG достигает определенного порога, клетки-предшественники превращаются в жировые клетки, и этот процесс занимает несколько дней.
Решение стать жировой клеткой происходит быстро в течение четырех часов. Это похоже на переключатель и происходит только в определенное время суток.
Исследование может привести к разработке лекарств, которые помогают восстановить циркадные ритмы у людей с ожирением в качестве альтернативы более инвазивным методам лечения, таким как бариатрическая хирургия. Другой возможностью может быть терапия, нацеленная на 4-часовое окно, когда предшественники жировых клеток превращаются в жировые клетки, чтобы предотвратить накопление избыточного жира.
Каждая клетка в нашем организме имеет собственные клеточные часы, как и жировые клетки, и у нас есть главные часы в нашем мозге, которые контролируют секрецию гормонов. Ученые пытаются понять, как они работают вместе и как мы можем их координировать.
