Як годинник нашого тіла може зробити чи порушити наше здоров’я
Оскільки наш спосіб життя стає все більш вимогливим, ми будуємо своє життя навколо штучно розділених днів і ночей, які враховують необхідність працювати в нічні зміни, не спати всю ніч або подорожувати між континентами. Але це впливає на наші природні годинники тіла з небажаними наслідками.
Якщо ми втручаємося в наші добові ритми - задані годинником, що регулює всі автоматизовані процеси, що відбуваються всередині тіла, - ми втручаємось у своє здоров’я.
Наш годинник контролює обмін речовин, сприяючи нормальній роботі кожного органу в нашому тілі.
Однак, якщо ми регулярно оминаємо природні денні та нічні цикли - працюючи всю ніч, подорожуючи на великі відстані або витрачаючи занадто багато часу, дивлячись на яскраві екрани в темряві - годинник нашого тіла стає дезорієнтованим і перестає нормально функціонувати.
Нові дослідження Університету Південної Каліфорнії в Лос-Анджелесі, Науково-дослідного інституту Скриппса в Ла-Хойї, Каліфорнія, та Університету Нагоя в Японії визначають ключовий механізм, який пов'язує порушення регуляції добових ритмів із більшим впливом хронічних захворювань.
"Епідеміологічні дослідження постійно виявляють все більше і більше зв'язків між сучасним способом життя та нашими внутрішніми біологічними годинниками, і коли ці два зіткнуться, це може призвести до розвитку таких захворювань, як ожиріння та рак молочної залози", - зазначає автор дослідження Стів Кей, проректор, професор неврології , Біомедична інженерія та біологічні науки в Університеті Південної Каліфорнії.
Однак він додає: "Це дослідження виходить за рамки епідеміології, щоб дослідити механізми циркадних порушень як фактора ризику для деяких захворювань".
Нове дослідження, яке з'являється в PNAS, виявив білок, який відіграє подвійну роль у контексті добового ритму і який пояснює, як порушені годинники в організмі можуть призвести до захворювання.
Порушення делікатного балансу
Кей та його колеги зосередилися на HNF4A, білку, що міститься в клітинних ядрах, і, за попередніми дослідженнями, він бере участь у ранньому розвитку печінки, нирок та товстого кишечника.
Коли дослідники проаналізували клітини печінки та товстої кишки, взяті з тканин миші та людини, вони виявили, що HNF4A складним чином взаємодіє з циркадними годинниками цих клітин. Більш конкретно, HNF4A може блокувати два інших білки - CLOCK та BMAL1 - які допомагають регулювати циркадні ритми у ссавців.
"Усередині клітини гвинтики годинника є універсальними, але стрілки годинника специфічні для кожного органу, тому спосіб роботи годинника в кожній клітині різний", - пояснює Кей.
Виявляється, HNF4A реагує на хімічні сигнали всередині клітини і діє на інші білки відповідно. Це означає, що коли активність цього білка переходить у довгий бік, нормальні обмінні процеси також порушуються, що робить органи більш схильними до хвороб.
«Отже, в печінці ми розглянули тканиноспецифічні білки і виявили, що HNF4A прив’язаний до циркадних годинників, регулюється годинником і циклічно рухається з годинником і, в свою чергу, регулює годинник. Це нова знахідка тут, і це великий стрибок уперед ".
Стів Кей
Як пояснює перший автор дослідження Менг Цю, "Мутації в [ HNF4A Відомо, що ген сприяє рідкісній спадковій формі діабету, яка називається MODY1, і порушення його регуляції вираження тісно пов’язане з раком печінки, і ті механізми, які ми не до кінця розуміємо ".
"Наше відкриття припускає, що збій годинника може бути потенційним механізмом і забезпечує міст між циркадною регуляцією та розвитком хвороби", - додає вона.
Сучасний спосіб життя часто вимагає, щоб ми жили за нерегулярними ритмами, і дослідники попереджають, що це може сприяти порушенню чутливих механізмів, зокрема тих, в яких беруть участь білки, такі як HNF4A.
“Люди не розвиваються для нічних змін, нічних вогнів та міжконтинентальних подорожей. Виклики сучасного життя для нашої циркадної системи представляють довгострокову загрозу для нашого здоров'я », - говорить Кей.
Такі відкриття, як висвітлене в цьому дослідженні, можуть запропонувати нам більш детальну картину того, як порушені годинники на тілі можуть вплинути на результати здоров'я.
"Тепер ми можемо побачити, як HNF4A - це нова глава в книзі, яка в основному була порожньою сторінкою, тому там починається історія, коли ми заповнюємо величезне порожнє місце", - заохочує Кей.
