Если греховное чрезмерное питание в праздничные дни вызывает перегрузку вашего организма, намазанного маслом, пропитанного бренди, вы не одиноки: люди, страдающие от смены часовых поясов, люди, работающие в кладбищенские смены, и обычные люди, которые поздно перекусывают поздно вечером, знают, как вы себя чувствуете.
Все эти действия расстраивают организм "пищевые часы," набор взаимодействующих генов и молекул, технически известный как пищевой осциллятор, который удерживает человеческое тело на метаболическом уровне. Новое исследование, проведенное учеными из UCSF, помогает понять, как эти часы работают на молекулярном уровне.
Команда UCSF, опубликованная в этом месяце в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показала, что белок под названием PKCγ имеет решающее значение для сброса часов питания, если наши привычки в еде изменятся.
Исследование показало, что нормальные лабораторные мыши, которым дают пищу только в обычные часы сна, со временем корректируют свои пищевые часы и начинают просыпаться от сна и бегать в ожидании нового времени приема пищи. Но мыши, лишенные гена PKCγ, не способны реагировать на изменение времени приема пищи – вместо этого они спят прямо через него.
Эта работа имеет значение для понимания молекулярной основы диабета, ожирения и других метаболических синдромов, поскольку десинхронизированные пищевые часы могут служить частью патологии, лежащей в основе этих расстройств, сказал Луис Птачек, доктор медицины, Джон С. Коулман, заслуженный профессор неврологии в UCSF и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза.
Это также может помочь объяснить, почему полуночники чаще страдают ожирением, чем утренние жаворонки, сказал Птачек.
"Понимание молекулярного механизма того, как есть "неправильный" время дня десинхронизирует часы в нашем организме, может способствовать разработке более эффективных методов лечения расстройств, связанных с синдромом ночного переедания, сменной работой и сменой часовых поясов," добавил он.
Сброс часов еды
Загляните за циферблат механических часов, и вы увидите головокружительное множество зубчатых колес, маховиков, возвратно-поступательных противовесов и других движущихся частей. Биологические часы одинаково сложны и состоят из множества взаимодействующих генов, которые включаются или выключаются согласованным образом, чтобы отслеживать время в течение дня.
У большинства организмов биологические часы управляются главными часами, называемыми "циркадный осциллятор," который отслеживает время и координирует наши биологические процессы в ритме 24-часового цикла дня и ночи.
Такие разнообразные формы жизни, как люди, мыши и горчичная зелень, обладают такими мастер-часами. И примерно за последнее десятилетие ученые раскрыли многие из их внутренних механизмов, открыв многие из генов, циклы которых связаны с часами, и открыли, как у млекопитающих это контролируется крошечной точкой в мозгу, известной как "суперхиазматическое ядро."
Ученые также знают, что помимо главных часов в нашем организме есть другие часы, работающие параллельно в течение дня. Один из них – это пищевые часы, которые не привязаны к одному конкретному участку мозга, а скорее к нескольким участкам по всему телу.
Счетчик еды помогает нашему телу максимально эффективно использовать наши питательные вещества. Он контролирует гены, которые помогают во всем, от поглощения питательных веществ в нашем пищеварительном тракте до их распространения через кровоток, и предназначен для прогнозирования нашего режима питания. Еще до того, как мы едим, наши тела начинают включать одни из этих генов и выключать другие, готовясь к приливу пищи – вот почему мы чувствуем муки голода, когда наступает перерыв на обед.
Ученым известно, что часы приема пищи могут быть сброшены со временем, если организм меняет свой режим питания, переедая или переедая в нечетное время, поскольку время часов приема пищи привязано к кормлению во время основных часов кормления и охоты в течение дня. Но до сих пор очень мало было известно о том, как часы еды работают на генетическом уровне.
То, что Птачек и его коллеги обнаружили, является молекулярной основой этого феномена: белок PKCγ связывается с другой молекулой, называемой BMAL, и стабилизирует ее, что сдвигает часы во времени.