Согласно новому исследованию, опубликованному в Cell исследователями из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании, у мышей, которых кормили диетой, развиваются новые циркадные ритмы печени, которые влияют на то, как жир накапливается и одновременно сжигается. Команда обнаружила, что по мере увеличения производства жира в печени, как ни удивительно, растет и способность организма сжигать жир. Эти противоположные физиологические процессы достигают пика активности каждый день около 5 часов вечера.м., иллюстрируя неожиданную связь между перееданием, циркадными ритмами и накоплением жира в печени.
"Мы знаем, что ожирение приводит к накоплению жира в печени, что может вызвать воспаление и, возможно, гепатит, печеночную недостаточность и даже рак печени," сказал старший автор Митчелл Лазар, MD, Ph.D., директор Института диабета, ожирения и метаболизма Пенна и руководитель отдела эндокринологии, диабета и метаболизма. "Это быстро становится огромной проблемой, поскольку эти условия могут привести к повышенной потребности в трансплантации печени и, что еще хуже, могут быть смертельными."
В то время как один миллиард человек во всем мире страдает от недоедания, есть еще один миллиард, которые испытывают избыточное потребление калорий или "переедание," что приводит к ожирению и другим нарушениям обмена веществ, включая диабет 2 типа, сердечно-сосудистые заболевания, ожирение печени, гипертонию и рак. "Изучение вредных последствий переедания является главным приоритетом, особенно в Соединенных Штатах, где метаболические нарушения достигли масштабов эпидемии," Лазарь сказал.
Циркадные ритмы образования и сжигания жира – это физиологические процессы, которые происходят примерно каждые 24 часа. На молекулярном уровне эти циклы включают петли обратной связи основных тактовых белков, экспрессируемых практически в каждой клетке тела. Этот внутренний хронометрист функционирует для интеграции стимулов окружающей среды и генетической информации для контроля ритмической экспрессии генов тканеспецифическим образом.
Несоответствие этого расписания все чаще признается фактором риска метаболических нарушений. Например, работники ночной смены и люди с нарушениями сна имеют повышенный риск метаболических заболеваний. Понимание механизмов, влияющих на взаимосвязь между циркадными ритмами и метаболическими нарушениями, необходимо для разработки эффективных терапевтических стратегий лечения заболеваний, связанных с ожирением.
"Мы предполагаем, что вызванная диетой синхронизация этих противоположных процессов метаболизма жиров в печени является ответом на среду избыточного питания, что приводит к сжиганию жира, опережающему накопление жира в печени," сказал первый автор Дунъинь Гуань, доктор философии.D., докторант в лаборатории Лазара.
24-часовой аспект этой физиологии определяет практику хронотерапии, которая включает в себя введение лекарств в те моменты, когда они наиболее эффективны и хорошо переносятся, чтобы повысить эффективность и снизить токсичность. Команда обнаружила, что ритм сжигания жира контролируется белком PPAR-альфа, который является мишенью для лекарств, называемых фибратами, которые уже используются для снижения уровня липидов в крови. Количество PPAR-альфа в печени также достигло пика около 5 мкг.м.
В результате этой координации команда Лазара спросила, будет ли польза от назначения препаратов PPAR-альфа короткого действия в определенное время суток, когда PPAR-альфа находится на самом высоком уровне. Исследователи заметили, что препарат PPAR-альфа короткого действия снижает жир в печени больше, когда его дают во второй половине дня, чем когда его дают утром.
Подобно тому, как прописывают принимать статины (препараты, снижающие уровень холестерина) перед сном, "наши результаты подтверждают, что из-за ритмичности PPAR-альфа препараты, снижающие уровень липидов в печени и крови, могут быть более эффективными в определенное время дня," Лазарь сказал. "Более точное соблюдение этого принципа при лечении метаболических заболеваний печени действительно может принести пользу пациентам, поскольку недавние исследования показали, что экспрессия PPAR-альфа колеблется в печени человека."