Keď dezorientujeme svoje vlastné telá, prečo je nebezpečné jesť v noci
Nie veľa faktorov prostredia je tak dôležitých ako cirkadiánne rytmy definované všetkými fyzickými, duševnými zmenami a zmenami správania, ktoré sa vyskytujú v 24-hodinovom cykle.
Naše správanie, fyziológia a biochémia odrážajú denný cyklus planéty, t.j.by ľudia, ktorí zlyhávajú v synchronizácii s prírodou, trpeli pravdepodobnejšie cukrovkou, obezitou a srdcovými chorobami. Okrem toho sú gastrointestinálne choroby, depresie a iné podobné choroby bežnejšie u tých, ktorí nemajú obvyklé spánkové návyky.
Podľa nového výskumu však môže nielen narušenie zvuku viesť k nežiaducim fyziologickým príznakom, ale aj Stravovacie návyky, ktoré narúšajú cirkadiánny rytmus, nám môžu spôsobiť vážne zdravotné problémy.
Postupom času prebehlo niekoľko štúdií, ktoré zdôrazňovali dôležitosť cirkadiánneho rytmu. Napríklad pracovníci na zmeny poskytli epidemiológom cenné informácie o dôležitosti udržiavania normálnych spánkových režimov, ktoré sa prejavujú v nočnom spánku. Opakovane sa preukázalo, že títo pracovníci sú náchylní na rozvoj metabolických chorôb, a jedna zo štúdií zameraných na túto tému dospela k záveru, že u ľudí pracujúcich v nočných zmenách je o 40% vyššia pravdepodobnosť vzniku kardiovaskulárnych chorôb. Dospela k tomu ďalšia podobná štúdia vedcov z univerzity v Quebecu muži, ktorí pracujú v nočných zmenách, sú 3x náchylnejší na rakovinu prostaty. Kanadskí vedci sa domnievajú, že nočné vystavenie svetlu ovplyvňuje produkciu melatonínu a vyvoláva vo vnútri tela súbor udalostí, ktoré by mohli podporiť rast nádorov.
Mechanizmy týchto väzieb medzi cirkadiánnym rytmom a jeho účinkami na telo nie sú úplne pochopené, ale množstvo štúdií uskutočňovaných na zvieratách a štúdií naznačuje, že strava je dôležitým faktorom pri udržiavaní energetickej rovnováhy a zdravia.
Štúdie na hlodavcoch zistili, že „jednoduché obmedzenie rozvrhu stravovania na nevhodné hodiny má vedľajšie účinky,“ poznamenal Joe Bass z Northwestern University. Ukázal to výskum na myšiach strava s vysokým obsahom tukov kedykoľvek počas dňa alebo v noci spôsobila, že zvieratá boli obézne a nezdravé. Ak však boli myši kŕmené iba v noci (zvieratá v štúdii boli nočné, a preto sa normálne kŕmili v noci), nežiaduce metabolické účinky sa drasticky znížili, a to napriek skutočnosti, že zvieratá konzumovali rovnaký počet kalórií ako predtým.
Navyše aj malé odchýlky od bežného denného rytmu môžu mať vplyv na spôsob spracovania potravy. Začiatkom tohto roka Frank Scheer z Harvardskej lekárskej fakulty a Marta Garaulet z Murciskej univerzity zverejnili výsledky štúdie uskutočnenej na 420 jedincoch v Španielsku, ktorí držali diétu. Účastníci sa prihlásili do programu chudnutia a vedci dodržiavali ich stravovacie návyky. Polovica účastníkov zvykla jesť hlavné jedlo dňa pred 15:00, zatiaľ čo zvyšok účastníkov jedlo neskôr.
Obe skupiny držali podobnú stravu, toľko cvičili, cvičili podobný počet hodín a produkovali relatívne rovnakú hladinu hormónov spojených s hladom.
Avšak, tí, ktorí predtým jedli hlavné jedlo, stratili väčšiu váhu v porovnaní s inými subjektmi. „Táto informácia naznačuje, že čas, kedy zjeme hlavné jedlo, môže predpovedať mieru chudnutia,“ vysvetlil Scheer.
Scheerove zistenia podporujú myšlienku, že ľudský metabolizmus závisí vo veľkej miere od cirkadiánneho „stroja“ v našich génoch a že akýkoľvek nesúlad medzi nimi môže vážne ovplyvniť zdravie.
Vedkyňa Satchidananda Panda zo Salkovho ústavu pre biologické štúdie veľmi jasne vysvetlila rozdiel medzi tým, ako pracujeme v noci, a tým, ako pracujeme cez deň, slovami: „V noci sme iné zvieratá, ako sme cez deň.“.
Ostatné telové hodinky
Pred niekoľkými desaťročiami by väčšina vedcov špecializujúcich sa na štúdium cirkadiánneho rytmu opísala cirkadiánne hodiny ako systém regulovaný suprachiasmatickým jadrom (NSC), skupinou 20 000 neurónov v hypotalame, ktorá slúži ako vodič 24-hodinového rytmu. Zistilo sa, že SCN lézie u zvierat ovplyvňujú biologický rytmus. Zvyšok tela však pasívne sledoval SCN.
„Táto myšlienka sa zmenila pomerne rýchlo na konci 90. rokov, po naklonovaní prvých„ hodinových “génov, ktoré koordinujú funkcie cirkadiánneho rytmu,“ hovorí Joseph Takahashi z lekárskeho ústavu Howarda Hughesa.
S identifikáciou génov, ktoré synchronizujú chovanie tela a funkcie organizmov s rotáciou Zeme, Takahashi a ďalší vedci objavili hodinové gény vyjadrené takmer v každom tkanive tela.
Takto si vedci uvedomili, že SNA nie je jedinou časťou tela, ktorá sa zaoberá reguláciou biologických hodín. Ďalšie prvky v periférnych tkanivách tiež pomáhajú správnemu rytmickému dennému fungovaniu orgánov.
Napríklad v čreve sa črevná motilita a absorpcia líšia v závislosti od dennej doby. Rovnako ako všetky hodiny vo vnútri tela, aj tieto rytmy sú riadené hodinovými génmi, ktoré pracujú v transkripčnej spätnoväzbovej slučke. To znamená, že transkripčné faktory, ako sú CLOCK a BMAL1, aktivujú expresiu veľkého počtu génov, ktorých proteíny zase inhibujú faktory CLOCK a BMAL1, čo spôsobuje denné oscilácie ich prejavov.
Periférne cirkadiánne hodiny sú riadené SCN a všetky hodiny sú citlivé na zeitgeberov, čo je termín odvodený z nemeckého jazyka, ktorý označuje akýkoľvek vonkajší stimul, ktorý synchronizuje biologický rytmus tela s 24-hodinovým obradom. Pre SCN je hlavný zeitgeber ľahký. Namiesto toho môžu mať hodiny periférneho tkaniva iný zeitgeber, napríklad spotrebu potravy.
Aby sme sa odlíšili od čisto vedeckého vysvetlenia, môžeme si vziať ako príklad pečeň myši. Tento orgán má 300 génových expresií, ktoré oscilujú, keď myš nesmie jesť. Vďaka tomu, že zviera má vo dne v noci prístup k potrave, počet genetických prejavov stúpa na 3 000. Navyše, ak mali myši prístup k potrave iba 9 hodín počas dňa (keď hlodavce normálne spia), počet prejavov dosahuje 5 000. Preto má konzumácia jedla zásadný vplyv na 24-hodinový rytmus.
V inej štúdii Vincent Cassone, profesor biológie na univerzite v Kentucky, zistil, že gastrointestinálny trakt cicavcov je citlivý na program kŕmenia. Zvieratá, ktoré majú nefunkčné hlavné vnútorné hodiny (napríklad tie, ktorých SNA nefunguje normálne), môžu navyše používať jedlo ako spôsob úpravy svojho bežného denného harmonogramu vhodného pre daný druh. „Ak sú zvieratá po určitom čase kŕmené, ich gastrointestinálny systém im hovorí, koľko je hodín,“ vysvetlila Cassone.
Napriek tomuto zjavnému vplyvu príjmu potravy na hodiny v periférnych tkanivách sa zdá, že SNA nie je tak ovplyvnený.
Vedci preto špekulujú zdravotné problémy u ľudí, ktorí pracujú na zmeny a kŕmia myši, keď mali skutočne spať, sú spôsobené desynchronizáciou SNA s periférnymi hodinami.
„Máme podozrenie, že konzumácia jedla v nevhodnú dennú dobu spôsobuje, že periférne hodiny (pečeň, tukové tkanivo, pankreas a svaly) sa dostanú do inej polohy ako SCN. Veríme, že to môže spôsobiť problémy v energetickom rytme tela, “uviedol výskumník Georgios Paschos z pennsylvánskej univerzity.
Metabolizmus a vnútorné hodiny
Pri bližšom skúmaní génov, ktorých expresia môže byť ovplyvnená nedodržiavaním stravovacieho režimu, Panda zistila, že majú vplyv na glukózu, syntézu a rozklad mastných kyselín, produkciu cholesterolu a funkciu pečene. V dôsledku tohto objavu tvrdí Aby niektoré proteíny správne fungovali, je potrebné, aby jednotlivec v určitom čase v 24-hodinovom dennom cykle abstinoval od potravy.
Napríklad PhosphoCREB reguluje uvoľňovanie glukózy, keď zvieratá spia (tj. Počas dňa). Tieto gény by teda mali byť aktívne iba počas dňa. Naproti tomu u kŕmených zvierat vo dne v noci bola hladina pCREB vždy vysoká.
Existuje nespočetné množstvo štúdií, ktoré naznačujú, že cirkadiánne hodiny v periférnych tkanivách sú pre telo životne dôležité a ovplyvňujú nás až na bunkovú úroveň.
Príkladom štúdie, ktorá už pred 25 rokmi preukázala úzku súvislosť medzi metabolizmom a cirkadiánnymi hodinami, bola štúdia Mitcha Lazara z Pennsylvánskej univerzity, ktorá objavila jadrový receptor Rev-erbα, ktorý reguluje génovú expresiu. prostredníctvom epigenomického modulátora s názvom HDAC3. Lazára ohromili cirkadiánne oscilácie génov. V prípade pečene si všimol, že pri odstránení génu sa orgán naplní tukom.
Štúdia teda poskytla molekulárne vysvetlenie toho, čo je známe už celé desaťročia: pre ukladanie a syntézu lipidov existuje cirkadiánny rytmus. V období spánku telo spaľuje lipidy a v období bdelosti ich pečeň ukladá. U myší sa gén HDAC3 produkuje počas dňa, keď zvieratá spia, a pomáha tak sprostredkovať využitie lipidov. Keď sú Rev-erba a HDAC3 inaktivované v noci (keď sú myši hore a jedia), prekurzory glukózy sa tlačia k syntéze a ukladaniu lipidov. Neskôr, keď hlodavce zaspia, môžu tento proces zvrátiť produkciou glukózy, aby sa zabezpečilo fungovanie tela (pretože glukóza je pre telo základným palivom, ktoré pomáha produkovať bielkoviny a metabolizovať lipidy). Ako výsledok svojho výskumu Lazar a jeho tím v roku 2011 uviedli, že majú podozrenie, že Rev-erbα a HDAC3 „tvoria jeden z ochranných mechanizmov, ktoré umožňujú pečeni produkovať glukózu, keď zviera neje.“.
V podobnom duchu Panda minulý rok poznamenala, že myši kŕmené stravou s vysokým obsahom tukov počas dňa mali nižšie oscilácie v expresii Rev-erbα, ako aj zvýšené hladiny tukových usadenín a markerov, ktoré poukazovali na ochorenie pečene.
Vedci opäť mali podozrenie, že problém spočíva v asynchrónnosti hlavných vnútorných hodín (SNA) s periférnymi hodinami v pečeňovom tkanive, čreve, pankrease a ďalších orgánoch zapojených do metabolizmu. Prečo? Pretože keď príde večer a náš mozog dostane informácie od svetelného zeitgebera, ktorý mu „hovorí“, že deň skončil, náš metabolizmus bude naďalej aktívny, pokiaľ budeme jesť, pretože táto konzumácia jedla počas noci dezorientuje naše cirkadiánne hodiny. periférne časti tela. Navyše, pretože tieto dva signály prichádzajú, aby priniesli opačnú informáciu (rozptýlené svetlo hovorí telu, že musí spať, zatiaľ čo jedlo ho núti, aby bol aktívny), metabolizmus je zmätený a začne abnormálne fungovať.
V roku 2006 viedla ďalšia štúdia, ktorú tentokrát uskutočnil Paolo Sassone-Corsi, k identifikácii proteínu CLOCK (ktorý reguluje cirkadiánne rytmy), ktorý pracuje v rovnováhe s proteínom SIRT1, ktorý moduluje hladinu energie použitej v bunke.
Okrem toho analýza tohto proteínu nazývaného SIRT1 ukázala, že vyvažuje funkciu proteínu CLOCK. Aj keď sú funkcie týchto dvoch proteínov odlišné, interagujú a vytvárajú väzbu, ktorá je regulovaná vo vnútri bunky.
SIRT1 sníma hladinu energie v bunke a jeho činnosť je regulovaná počtom živín, ktoré bunka spotrebuje. Pomáha tiež bunkám odolávať oxidačnému a radiačnému stresu, a preto je SIRT1 známy svojou schopnosťou riadiť proces starnutia.
CLOCK a SIRT1 sú súčasťou epigenómu, ktorý je zase tvorený proteínmi, ktoré prežívajú v spojení s DNA bunky a ktoré pôsobením faktorov prostredia spôsobujú, že sa gény v bunkách správajú odlišne, aj keď samotná štruktúra génu, sa nemení.
„Ak dôjde k narušeniu rovnováhy medzi týmito dvoma životne dôležitými bielkovinami, môžu sa narušiť normálne bunkové funkcie. Kvôli úlohe, ktorú tieto dva enzýmy zohrávajú, majú zmeny v našich spánkových návykoch alebo stravovanie v nevhodnom čase priamy vplyv na to, ako sa naše bunky správajú, “uzavrela Sassone-Corsi.
A potom, keď vidíme výsledky všetkých týchto štúdií, zaujíma nás, či nie je možné prostredníctvom tejto tendencie konzumovať jedlo v období, keď si genóm „odpočinie“, aby sme sa vystavili chorobám výkrmu a metabolizmu? Lazar tvrdí, že experiment nie je dokončený a jeho konečná fáza bude musieť spojiť body medzi nedostatočným stravovacím programom, epigenetickou aktivitou narušenou dennými hodinami a metabolickými chorobami.
Avšak, ľudia, najmä tí v rozvojových krajinách, ktorí trávia veľa času umelým svetlom, trávia noci pri televízii a jedia jedlo kedykoľvek počas dňa alebo v noci, boli po celé desaťročia podrobovaní „experimentu“. povzdychol si. Pre všetkých z nás už prirodzené svetlo neurčuje denné časy, ktoré jeme, a to môže byť chyba, ktorú si naše telá nemôžu odpustiť.