15Многочисленные исследования доказали наличие прямой связи между нашими жировыми клетками и молекулами в наших биологических часах. Биологические часы говорят организму, когда нужно ложиться спать, когда переваривать пищу, а жировым клеткам о том, что нужно накапливать дополнительную энергию. Все это делается путем подачи соответствующего сигнала в мозг. То есть, если принимать пищу в неправильное время, то можно очень быстро набрать вес.
Были проведены новые исследования в Nature Medicine, при участии многих ученых в том числе, научного сотрудника в лаборатории Гаррета Фитцджеральда, доктора медицинских наук, ФРС директора института Трансляционной медицины и терапии Георгиоса Пейшоса из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании. В ходе эксперимента ученые выяснили, что удаление из жировых клеток часового гена, известного, как BMAL1, является причиной ожирения у мышей, после того, как животным поменяли время приема пищи. Эти данные позволяют сделать многие открытия относительно главных причин набора веса у людей.
Исследования, проведенные экспертами Пенсильванского университета поразительно двумя аспектами. Первый аспект заключается в тех относительно небольших изменениях в потреблении пищи, которые в большинстве случаев способствовали накоплению энергии у грызунов в период отдыха.
Лабораторные мыши начали набирать вес даже без повышения количества потребляемых калорий. Таким образом, причиной превращения нормальных мышей в мышей, у которых начался дисбаланс в жировых клетка, послужили перемены в потребляемых ими продуктах питания.
Ранее Nature уже начиналась исследованиями, где изучала каналы связи между циркадными ритмами и метаболизмом. Ученые в ходе экспериментов предложили новые пути для изучения расстройств, наблюдающихся в обеих системах, включая нарушения биоритмов, расстройства сна, ожирение и диабет. Полученные данные в корне изменили существующие знания о работе циркадных часов или биоритмов. Как сообщил профессор Лаборатории экспрессии генов Солка Рональд М. Эванс, ученые по новому взглянули на то, как биоритмы организовывают в жизни человека циклы сна и бодрствования, время приема пищи и даже то время, когда происходит усваивание организмом питательных веществ.
Подобные поведенческие изменения у животных отчасти напоминают синдром, присутствующий у некоторых людей, который заставляет их есть по ночам и вызывает ожирение. Этот синдром впервые был описан Альбертом Станкардом в 1955 году.
Второе удивительное открытие относится к самим молекулярным часам. Раньше ученые считали, что биочасы в периферических тканях работают наподобие тактового генератора в SCN (супрахиазматическом ядре) мозга. Это напоминает то, как слаженно действуют все члены оркестра, подчиняясь указаниям дирижера. Хотя, также исследователи знают, что периферические часы могут работать автономно, тем самым оказывая влияние на центр мозга.
Человек ежедневно испытывает голод, так как в его организме происходит колебательная экспрессия генов, стимулирующих или подавляющих аппетит в гипотоламусе. Таким образом, когда в жировых клетках происходит сбой часов, то нарушается весь гипоталамический ритм в пользу потребления пищи в несоответствующее время, например, в ночное у человека или дневное - у мышей.
В свою очередь сдвиги в типичном дневном ритме вызывают изменения метаболизма. Не зря, среди сотрудников, часто работающих по ночам, встречается так много людей, страдающих ожирением и метаболическим синдромом. Также риск набрать лишний вес имеют люди, страдающие от бессонницы. Снижение продолжительности сна тоже грозит приобрести лишний вес здоровым мужчинам и женщинам.
Еще одно исследование было проведено группой ученых под руководством доктора СтивенааМакнайта из Техасского университета Юго-Западного медицинского центра в Далласе. Они изучали то, как питание влияет на циркадные ритмы. В частности, как сообщают ученые, определенное количество пищи, являясь своего рода топливом для организма, запасается в форме вещества NADPH, главного проводника энергии.
Однако так же еще существует версия о том, что дневной свет оказывает сильное влияние на человечески биоритмы и играет не менее важную роль, чем время приема пищи.
Закон балансировки
Не секрет, что сохранение равновесия между уровнями энергии в человеческом организме требует сложного взаимодействия между центральной нервной системой и такими периферийными тканями, как печень и сердце. Жировые клетки не только служат для сохранения и высвобождения энергия, но также связаны с головным мозгом при помощи гормона лептина. Выделение лептина в свою очередь вызывает повышение количества энергии, необходимой для использования и уменьшения объема потребляемой пищи через отделы в гипоталамусе.
В большинстве случаев, те мыши, которые находились на жировой диете, довольно быстро изменяли модель поведения своей обычной активности. В частности, грызуны начинали больше есть в течение дня, хотя им в это время полагалось спать, так как мыши являются ночным животным. Кроме того, также исследователи отмечали у мышей изменения в молекулярных компонентах циркадных часов и в важных аспектах метаболической химии.
Группа ученых из Пенсильвании обнаружила, что только лишь небольшая часть генов претерпела видоизменения, когда в жировых клетках дали сбой биочасы. В результате они стали регулироваться такими жирными ненасыщенными кислотами, как эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) и докозагексаеновая кислота (ДГК), которые при этом вбрасывались в кровь. При этом, ученые заметили, что уровни ЭПК и ДГК в плазме и гопотоламусе были довольно низкими во время нарушения питания.
Как отмечает доктор Пейшос, им удалось захватить весть фенотип, а именно несоответствующие жировым клеткам колебания и экспрессия генов гипоталамусе, изменения в модели питания и как следствие – ожирение. Это было сделано после того, как животным с модифицированным геном добавили ЭПК и ДГК.
Таким образом, был сделан вывод, что молекулярные часы в жировых клетках играют большую роль в упорядочении энергии и времени приема пищи при помощи объединения с гипоталамусом, который сам по себе оказывает заметное влияние на накопление энергии и вес тела.
Все эти исследования вместе взятые, указывают, насколько важна роль молекулярных часов в организме человека, которые выполняют роль своего рода «дирижера» в процессе обмена веществ и отражают работу жировых клеток в ходе интеграции потребления пищи и расхода энергии.
Как утверждает Фитцджеральд, данные итогов исследований сообщают нам, что даже краткосрочные изменения оказывают сильное влияние на периодичность приема пищи. Со временем все эти изменения приводят к увеличению массы тела. То есть, получается, что «дирижер также зависит от ударника».
Также хочется отметить, что у тех мышей, которые находились на высококалорийной диете, через некоторое время наблюдались изменения в работе ключевых ген, тех, которые отвечают за установление 24-часового циркадного ритма. Оказывается, высококалорийная диета подавляет активность ключевых часовых генов, которые контролируются метаболическими генами и проявляют себя в роли компонентов мозга, а также печени и жировых тканей.
Причем изменяется не только активность и модель питания, но также молекулярные процессы, которые также принимают участие в обмене веществ. Причем эти изменения могут иметь довольно серьезные последствия. Дело в том, что молекулярные часы представляют собой сложный механизм, который при работе согласовывается с изменениями во внешней среде и изменяется в соответствии с вращением Земли, циклами дня и ночи. Также эти часы зависят и от состава рациона.
