Как часы нашего тела могут укрепить или разрушить наше здоровье
Поскольку наш образ жизни становится все более требовательным, мы строим свою жизнь вокруг искусственно разделенных дней и ночей, которые учитывают необходимость работать в ночную смену, не спать всю ночь или путешествовать между континентами. Но это влияет на наши естественные биологические часы с нежелательными последствиями.
Если мы вмешиваемся в наши циркадные ритмы - устанавливаемые часами тела, которые регулируют все автоматизированные процессы, происходящие внутри тела, - мы нарушаем свое здоровье.
Часы нашего тела контролируют обмен веществ, способствуя правильному функционированию каждого органа нашего тела.
Однако, если мы регулярно обходим естественные циклы дня и ночи - работая всю ночь, путешествуя на большие расстояния или проводя слишком много времени, глядя на яркие экраны в темноте, - часы нашего тела теряют ориентацию и перестают правильно работать.
Новое исследование Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, Исследовательского института Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния и Университета Нагои в Японии выявило ключевой механизм, который связывает нарушение регуляции циркадных ритмов с большей подверженностью хроническим заболеваниям.
«Эпидемиологические исследования постоянно выявляют все больше и больше связей между современным образом жизни и нашими внутренними биологическими часами, и когда эти два столкновения сталкиваются, это может привести к развитию таких заболеваний, как ожирение и рак груди», - отмечает автор исследования Стив Кей, проректор, профессор неврологии. , Биомедицинская инженерия и биологические науки в Университете Южной Калифорнии.
Однако он добавляет: «Это исследование выходит за рамки эпидемиологии, чтобы изучить механизмы нарушения циркадных ритмов как фактора риска некоторых заболеваний».
Новое исследование, опубликованное в PNAS, определила белок, который играет двойную роль в контексте циркадного ритма и объясняет, как нарушение работы биологических часов может привести к болезни.
Нарушение хрупкого баланса
Кей и его коллеги сосредоточились на HNF4A, белке, обнаруженном в ядрах клеток, который, как предполагали предыдущие исследования, участвует в раннем развитии печени, почек и толстой кишки.
Когда исследователи проанализировали клетки печени и толстой кишки, взятые из тканей мыши и человека, они обнаружили, что HNF4A сложным образом взаимодействует с циркадными часами этих клеток. В частности, HNF4A может блокировать два других белка - CLOCK и BMAL1, которые помогают регулировать циркадные ритмы у млекопитающих.
«Внутри ячейки шестеренки часов универсальны, но стрелки часов индивидуальны для каждого органа, поэтому то, как часы выполняют свою работу в каждой ячейке, разное», - объясняет Кей.
Оказывается, HNF4A реагирует на химические сигналы внутри клетки и соответственно действует на другие белки. Это означает, что, когда активность этого белка идет наперекосяк, нормальные метаболические процессы также нарушаются, в результате чего органы становятся более уязвимыми для болезней.
«Итак, в печени мы изучили тканеспецифические белки и обнаружили, что HNF4A связан с циркадными часами, регулируется часами и циклически повторяется с часами и, в свою очередь, регулирует часы. Это новое открытие, и это большой шаг вперед ».
Стив Кей
Как объясняет первый автор исследования, Мэн Цюй, «Мутации в [ HNF4A Известно, что ген вносит вклад в редкую наследственную форму диабета, называемую MODY1, и нарушение его экспрессии тесно связано с раком печени, причем оба механизма имеют механизмы, которые мы не до конца понимаем ».
«Наше открытие предполагает, что нарушение часов может быть потенциальным механизмом и служить мостом между циркадной регуляцией и развитием болезни», - добавляет она.
Современный образ жизни часто требует, чтобы мы жили нерегулярными ритмами, и исследователи предупреждают, что это может способствовать нарушению чувствительных механизмов, в том числе тех, в которых задействованы белки, такие как HNF4A.
«Люди не приспособлены к ночным сменам, ночному освещению и межконтинентальным путешествиям. Современные жизненные проблемы нашей циркадной системы представляют собой долгосрочную угрозу нашему здоровью », - говорит Кей.
Открытия, подобные тому, что освещено в текущем исследовании, могут предложить нам более подробную картину того, как нарушенные биологические часы могут повлиять на состояние здоровья.
«Теперь мы видим, что HNF4A - это новая глава в книге, которая состояла в основном из пустых страниц, так что здесь начинается история, когда мы заполняем огромное пустое место», - поощряет Кей.
