Международная исследовательская группа под руководством Калифорнийского университета в Ирвине определила систему коммуникационных сетей, которые существуют между органами и тканями и регулируют обмен веществ. Результаты их исследования впервые дают подробный "атлас" иллюстрируя, как организм создает и использует энергию, и как дисбаланс в сетях может повлиять на общее состояние здоровья.
Опубликовано сентябрь. 6 в журнале Cell, исследование выявляет высоко скоординированный, мульти-тканевый метаболизм, лежащий в основе циркадных ритмов организма, и исследует, как нарушения этих ритмов, например, вызванные диетами с высоким содержанием жиров, вызывают рассогласование сетевых часов и могут вызвать воспаление. , который был связан с серьезными заболеваниями и может повлиять на продолжительность жизни.
Ведущий автор Паоло Сассоне-Корси, профессор биологической химии Дональда Брена в Медицинской школе UCI, впервые продемонстрировал связь циркадного ритма и метаболизма около 10 лет назад, определив метаболические пути, посредством которых циркадные белки воспринимают уровни энергии в клетках.
"Человеческое тело – это сложная, прекрасно интегрированная система, которая работает с оптимальной эффективностью, когда сети находятся в равновесии," сказал Сассоне-Корси, директор Центра эпигенетики и метаболизма UCI. "Когда эта система нарушена из-за несогласованности органов, организм будет функционировать на неоптимальном уровне, что может привести к болезни. Мы представляем карту, которая показывает, как достичь наилучшего здоровья за счет правильного баланса и гомеостаза."
Исследователи изучили множество генетических часов – от часов в сыворотке крови, печени и мышцах до префронтальной коры головного мозга и гипоталамуса, а также коричневого и белого жира в организме. Полученный атлас отображает связи между различными органами и тканями, которые вместе составляют так называемые биологические часы, которые регулируют дневные и ночные паттерны метаболической активности. Затем команда проверила связи, чтобы увидеть, как диета с высоким содержанием жиров у мышей нарушает точные метаболические паттерны организма и изменяет связь и координацию между часами.
"Эффект от диеты с высоким содержанием жиров свидетельствует о том, что внешние факторы могут нарушить скоординированный метаболический паттерн," Сассоне-Корси сказал, добавив, что с помощью этого атласа информация об одном органе или группе тканей может обеспечить общесистемное понимание нарушений обмена веществ и связанных с ними заболеваний.
"Теперь мы можем создать подход к персонализированной медицине, основанный на циркадном метаболизме человека," он сказал. "Метаболическое профилирование – это метод больших данных для оптимизации метаболического здоровья."
Международная команда сотрудничала с биомедицинской компанией Metabolon в этом текущем исследовании, и они будут сотрудничать в исследовании на людях и дальнейшем изучении метаболических сетей, контролируемых циркадными ритмами, в других органах и группах тканей.