Ожиріння виводить гормони з ладу
Люди є істотами звички: вставати, їсти, працювати, займатися спортом, спати - багато в житті дотримується регулярності. Насправді порушення в нашому цілодобовому ритмі впливають на наш метаболізм. Дослідники під керівництвом Центру Гельмгольца в Мюнхені дослідили, як дієта впливає на наш гормональний баланс, а отже, і на наші внутрішні годинники.
Мюнхен - кожна клітина людського тіла рухається внутрішнім годинником, який відповідає цілодобовому ритму в 24 години. Він працює синхронно з природним циклом дня і ночі, в основному під контролем сонячного світла, а також соціальних звичок. У здоровій системі наднирники щоранку виробляють глюкокортикоїдні гормони стресу. Високий рівень глюкокортикоїдів перед тим, як прокинутися, змушує організм використовувати жирні кислоти та цукор для джерел енергії. Це полегшує нам початок дня.
Якщо власний циркадний ритм організму порушується, наприклад, через змінні роботи або реактивне відставання, це може в довгостроковій перспективі призвести до серйозних порушення метаболізму, таких як ожиріння, діабет 2 типу або жирові захворювання печінки. Те саме загрожує зміною рівня глюкокортикоїдів, наприклад через синдром Кушинга або тривале клінічне лікування.
Дослідницька група під керівництвом професора Генрієтти Уленгаут з Центру Гельмгольца в Мюнхені та Німецького центру досліджень діабету (DZD) поставила собі за мету зрозуміти вплив цих гормонів на наш внутрішній годинник та їх роль у щоденних метаболічних циклах.
Метаболічний аналіз на моделі миші
Для вивчення метаболічних функцій глюкокортикоїдів у печінці команда Уленгаута охарактеризувала активність рецепторів глюкокортикоїдів. Кожні чотири години, вдень і вночі, вони аналізували печінку мишей. Мишей годували або звичайними, або жирними дієтами. Використовуючи методи з геноміки, протеоміки та біоінформатики, команда отримала уявлення про те, коли і де глюкокортикоїдний рецептор розгортає свою метаболічну дію.
Дослідники проаналізували вплив щоденних коливань вивільнення глюкокортикоїдів у 24-годинному циклі метаболізму печінки. Вони проілюстрували, як глюкокортикоїди по-різному регулюють метаболізм через залежність від часу геному: з одного боку, під час посту (коли миші сплять), а з іншого боку, коли вони їдять (коли вони активні).
Гормональні ефекти кожні 24 години
"Якщо ми зрозуміємо, як глюкокортикоїди контролюють 24-годинні цикли генної активності в печінці, а отже, і рівень цукру та жиру в крові, ми отримаємо нові уявлення про" хрономедицину "та розвиток метаболічних захворювань", - говорить Уленгаут, керівник дослідження. Дослідження показало новий взаємозв'язок між способом життя, гормонами та фізіологією на молекулярному рівні. "Це вказує на те, що люди з ожирінням можуть по-різному реагувати на щоденне вивільнення гормону". Вплив медичних глюкокортикоїдних препаратів також може бути різним у цих пацієнтів. Тому взаємодія між гормонами та харчуванням є основою для розвитку майбутніх методів лікування.
Жирні миші по-різному реагують на ліки
Дослідження також показує, як більшість ритмічної активності генів контролюється глюкокортикоїдами. Якщо цей контроль втрачено (у так званих мишей-нокаутів), це впливає на рівень цукру та жиру в крові. Таким чином, дослідники пояснюють, як печінка по-різному контролює рівень цукру та жиру в крові протягом дня та ночі.
Оскільки глюкокортикоїдний рецептор часто використовується в імунотерапії, команда наступного разу досліджувала його геномні ефекти після ін’єкції активного інгредієнта дексаметазону, синтетичного глюкокортикоїду, який також активує цей рецептор. «За допомогою цього експерименту ми виявили, що реакція на ліки у мишей із ожирінням відрізняється від реакції на худих мишей. Таким чином ми змогли вперше показати, що дієта може змінити гормональні та лікарські реакції метаболізму », - пояснює доктор. Фабіана Квальяріні з робочої групи Уленгаута.