Нарушение циркадных часов, которые поддерживают организм и его клетки вовлеченными в 24-часовой цикл “день-ночь”, играет решающую роль в наборе веса, согласно двум исследованиям, проведенным учеными Weill Cornell Medicine.
Одно исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, показало, что стресс, вызванный хроническим приемом глюкокортикоидных гормонов стресса и нарушением нормального циркадного цикла, запускает временный защитный механизм у мышей. Этот механизм стимулирует рост жировых клеток и выработку инсулина, одновременно снижая избыток сахара в крови и уровень жира в крови и печени.
Второе исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что предшественники жировых клеток превращаются в жировые клетки, когда мыши находятся в состоянии покоя. Исследование предполагает, что стресс и другие факторы, сбивающие ритм “часов” организма, могут способствовать набору веса, и предлагает новые подходы к лечению ожирения.
“Многие силы работают против здорового метаболизма, когда мы сбиваемся с циркадного ритма, – объяснила старший автор обоих исследований доктор Мэри Теруэль, доцент биохимии и научный сотрудник Института детского здоровья Гейла и Айры Друкер в Вейл Корнелл Медисин. – Чем больше мы понимаем, тем больше вероятность того, что мы сможем что-то с этим сделать”.
В первом исследовании доктор Теруэль и ее коллеги имитировали разрушительное воздействие таких заболеваний, как болезнь Кушинга или хронический стресс, на нормальные ежедневные колебания уровня глюкокортикоидов, класса гормонов, связанных со стрессом. Для этого они имплантировали под кожу мышей гранулы, они выделяли глюкокортикоиды с постоянной скоростью в течение 21 дня, и сравнили их с обычными мышами, у которых наблюдались нормальные суточные колебания. Количество бурого и белого жира у мышей, получавших гранулы с глюкокортикоидами, за 21 день удвоилось, а уровень инсулина резко возрос, несмотря на то, что мыши питались той же здоровой пищей, что и обычные мыши.
“Если подвергнуть животных стрессу в неподходящее время, это окажет драматический эффект. Мыши не едят по-другому, но большой сдвиг в метаболизме вызывает увеличение веса”, — объясняет ученый.
Удивительно, но эти метаболические нарушения, похоже, имеют “защитный эффект”, поддерживая низкий уровень сахара в крови и предотвращая накопление жира в крови и печени. Когда они убрали гранулы, метаболические изменения быстро обратились вспять.
Во втором исследовании доктор Теруэль и ее коллеги прикрепили красный флуоресцентный белок к белку, который контролирует экспрессию важных генов циркадных часов, а желтый флуоресцентный белок – к пероксисомному пролифератор-активируемому рецептору гамма (PPARG), белку, который регулирует производство жировых клеток. Они использовали эти два флуоресцентных маркера для отслеживания суточных колебаний экспрессии PPARG и циркадных генов в предшественниках жировых клеток мыши. Выяснилось, что циркадный белок под названием CCAAT enhancer-binding protein alpha (CEBPA) вызывает быстрое увеличение производства PPARG в период покоя в течение дня. Как только уровень PPARG достигает определенного порога, клетки-предшественники превращаются в жировые клетки, и этот процесс занимает несколько дней.
“Решение стать жировой клеткой принимается быстро, в течение четырех часов. Это как переключатель. Это происходит только в определенное время суток”, — подчеркивают исследователи.
Отмечается, что сейчас ученые работают над тем, чтобы понять, почему нарушение суточных ритмов глюкокортикоидов вызывает временные защитные метаболические изменения. Они также хотят выяснить, делают ли длительный стресс или диета с высоким содержанием жиров эти изменения постоянными. Результаты этих исследований могут помочь определить, как долго безопасно лечить людей глюкокортикоидными препаратами при таких заболеваниях как астма.
