Регулювання внутрішнього метаболічного годинника з харчуванням 107; Фонд Ассмана з профілактики
Новини з науки
Зміна внутрішнього метаболічного годинника з харчуванням [107]
Дієта може впливати на так званий внутрішній годинник, який фіксує періодичну послідовність обмінних процесів. Метаболізм контролюється як ендогенними електрокардіостимуляторами, так і екзогенними імпульсами, в результаті чого процеси повторюються протягом 24 годин, тобто циркадні. Вирішальним генератором внутрішнього тактового сигналу є схема в гіпоталамусі, зображена на малюнку як центральний годинник (головний годинник), який активує або деактивує регульовані добовими генами годинник у повсякденній рутині. Використовуючи нейронні та гуморальні фактори, які все ще маловідомі, центральний годинник синхронізує периферійні годинники в інших регіонах нервової системи, таких як сітківка, а також часові послідовності в периферичних органах, таких як печінка або нирки. Найважливішим зовнішнім годинником для обмінних процесів є світло.
Склад дієти може впливати на хронометраж внутрішніх годинників. Наприклад, якщо їжу з низьким вмістом жиру замінити їжею з високим вмістом жиру та вуглеводами протягом більш тривалого періоду часу, циркадні процеси в клітинах змінюються, що порушує енергетичний обмін, а також імунну систему. Робоча група під керівництвом Андреаса Пфайффера в Німецькому інституті харчування людини в Потсдамі-Ребрюке визначила деталі в ході дослідження, яке зараз опубліковане в Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism (1).
Загалом у дослідженні взяли участь 29 людей нормальної ваги. На початку дослідження вони отримували ізокалорично розраховані, помірні жиру страви, що складаються з 55% вуглеводів, 15% білків і 30% жиру. Через шість тижнів кількість жиру в раціоні збільшилася, а кількість вуглеводів зменшилася; Потім суб'єкти споживали 45% жиру, 40% вуглеводів і 15% білка.
Концентрація кортизолу в слині вважалася маркером центрального годинника мозку, експресія генів у моноцитах була мірою часу ліпідного обміну та запальних процесів у периферичних органах.
Як результат, перехід від високовуглеводної, з низьким вмістом жиру до менш вуглеводної, але з підвищеним вмістом жиру ізокалорійної дієти призвів до змін центрально та периферично керованих циркадних обмінних процесів. Щоденний ритм вивільнення кортизолу змінювався. Крім того, так звані годинникові гени, які впливають на енергетичний баланс та ліпідний обмін, а також на запальні процеси, вмикаються та вимикаються з різною частотою протягом доби.
Аналіз кортизолу показав невелику затримку центрального годинника в результаті зміни дієти. Однак це не передавалося аналогічно периферійним годинникам. Послідовність перемикання генів, відповідальних за ліпідний обмін та запальні процеси, змінювалася, але не в гармонії з центральним годинником.
Вперше можна було б показати, що активність двох центральних генів в ліпідному обміні - відповідальних за синтазу жирних кислот (FASN) і за карнітоїн-пальмітил-трансферазу1 (CPT1A) - підпорядковується добовому ритму. Також були виявлені зміни в активності метаболічних генів, які не дотримуються 24-годинного ритму.
Значення індексу маси тіла для глюкози та інсуліну натще, тригліцеридів або С-реактивного білка залишалися незмінними протягом дослідження, тоді як значення ЛПВЩ і ЛПНЩ зростали після дієти з підвищеним вмістом жиру у суб'єктів.
Для вчених залишається незрозумілим, чи змінить дієта скине центральний годинник і чи вплине це на метаболічні процеси в моноцитах або навпаки.
У подальшому дослідженні, яке називається годинниковим дослідженням, було задано питання про те, як і як периферійні циркадні таймери пов'язані з енергетичним балансом або з регулюванням маси тіла (2). Мета полягає у наданні більш конкретних харчових рекомендацій, пристосованих до конкретної людини в майбутньому, які також пристосовані до внутрішнього годинника людини.
Десинхронізація між центральним та периферійним годинниками, яка також спостерігалася в дослідженні Потсдама, спричинена, наприклад, споживанням їжі, є міжнародно визнаним фактором збільшення метаболічних порушень, зокрема діабету та захворюваності на ожиріння (3).
І навпаки, повторювана дієта в оптимальному добовому ритмі може допомогти зберегти здоров’я. Наприклад, подібно до ліків, оздоровчий ефект мікрокомпонентів у їжі, таких як поліфеноли, ненасичені жирні кислоти та клітковина, може бути посилений, якщо їх вживати в потрібний час протягом дня (4).
Хоча жодних систематичних рекомендацій щодо клінічної практики поки що неможливо отримати, вже здається правдоподібним, що дієта з високим вмістом жиру може посилити метаболічні роздратування, яким, наприклад, піддаються часті пасажири на міжконтинентальних маршрутах.