In che modo questo gene del ritmo circadiano del fegato aiuta il corpo a continuare a funzionare senza intoppi dopo la tarda notte e gli spuntini di mezzanotte

In che modo questo gene del ritmo circadiano del fegato aiuta il corpo a continuare a funzionare senza intoppi dopo la tarda notte e gli spuntini di mezzanotte
Il nostro ritmo circadiano è un aspetto importante della nostra salute.
kanyanat wongsa / Shutterstock

Ogni essere umano vivente è controllato da un "orologio" interno che guida il nostro ritmo circadiano - il naturale processo interno che regola il nostro ciclo sonno-veglia durante un periodo di 24 ore. Questo orologio interno controlla la maggior parte dei processi del nostro corpo durante questo periodo, inclusi il ciclo del sonno, la digestione, il metabolismo, l'appetito e l'immunità.

I livelli di luce esterna, i tempi dei pasti e l'attività fisica contribuiscono a mantenere sincronizzato l'orologio biologico con l'ambiente esterno. Ogni cellula del nostro corpo ha anche il proprio orologio, che aiuta a mantenere questi processi funzionanti in modo così fluido. Ad esempio, gli orologi nei singoli tessuti, come il fegato, lavorano per garantire l'approvvigionamento tempestivo di energia al resto del corpo.

Ma il nostro ritmo circadiano può essere interrotto da qualsiasi numero di fattori, incluso andare a letto più tardi del solito o mangiare a tarda notte. Sebbene interruzioni occasionali non siano motivo di allarme, la ricerca mostra che l'interruzione del ritmo circadiano a lungo termine può causare cattive condizioni di salute. Ad esempio, molti studi hanno rilevato che il regolare lavoro a turni aumenta il rischio di obesità e diabete di tipo 2. E sfortunatamente interruzione del ritmo circadiano sta diventando sempre più comune nella nostra società, grazie in parte all'inquinamento luminoso, al rumore e ai dispositivi elettronici, che potrebbero aumentare i casi di queste condizioni di salute croniche.

Ma perché il corpo è in grado di gestire casi una tantum di interruzione del ritmo circadiano, come stare alzati fino a tardi nel fine settimana o mangiare a tarda notte, senza conseguenze per la salute? Nostro lavoro recente osservare come il ritmo circadiano controlla i processi metabolici per abbinare i nostri schemi quotidiani di assunzione di cibo è la risposta.

'Orologio' del gene del fegato

Un componente importante del nostro orologio biologico è una proteina chiamata REVERBα. È una delle reti di proteine ​​che fa “ticchettare” il nostro orologio biologico in ogni organo del corpo. Tuttavia, la variazione genetica naturale del gene REVERBα lo è legati all'obesità negli umani. La ricerca ha anche scoperto che i topi privo del gene in tutti i tessuti si accumula grasso dentro e intorno ai loro organi e possono diventare molto obesi se sottoposti a una dieta ricca di grassi.

Abbiamo voluto studiare più da vicino l'azione del REVERBα nel fegato, poiché il fegato è fondamentale per mantenere l'equilibrio energetico e la sua funzione è altamente circadiana, per far fronte al digiuno durante il sonno. Per fare ciò, abbiamo utilizzato un nuovo tipo di topo geneticamente modificato con l'estensione Gene REVERBα eliminato solo nel fegato.

Con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che l'eliminazione di REVERBα ha un impatto relativamente ridotto. In particolare, non abbiamo visto l'accumulo di grasso nel fegato che ci aspettavamo e che si osserva negli animali privi di REVERBα in tutti i tessuti. Tuttavia, quando abbiamo mappato i geni del fegato che probabilmente sarebbero stati sotto il controllo di REVERBα, ne abbiamo trovati migliaia, inclusi i geni che sono i principali regolatori dell'energia e del metabolismo dei grassi.


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Quindi abbiamo avuto un paradosso: un regolatore dell'orologio circadiano con un'ampia gamma di bersagli nel fegato, ma non era essenziale per la normale funzione epatica. Ciò ha sollevato due questioni importanti. Primo, che in condizioni normali REVERBα è pronto, ma non è necessario per regolare il metabolismo dei grassi. In secondo luogo, i risultati precedenti che collegavano REVERBα all'obesità (e all'accumulo di grasso in più organi) potrebbero effettivamente derivare da segnali a livello di corpo.

Nello specifico, abbiamo pensato che mangiare in momenti inaspettati potesse essere la causa dell'obesità. Questo perché i topi privi di REVERBα in tutto il corpo avevano uno schema alimentare irregolare, specialmente durante il periodo di riposo o sonno.

Per testare questa idea, abbiamo analizzato cosa succedeva quando i topi con REVERBα deluso nel fegato venivano sottoposti a programmi di alimentazione interrotti, un po 'come il modo in cui il lavoro a turni interrompe i programmi alimentari. Qui, abbiamo scoperto che un'alimentazione disordinata ha causato un cambiamento importante nell'espressione dei geni che controllano il metabolismo dei grassi, ma solo quando REVERBα è stato eliminato dal fegato. Ciò suggerisce che REVERBα agisce per attenuare gli effetti di un'alimentazione disordinata, come mostrato nel diagramma sottostante.

Come REVERBα ferma le "interruzioni" del ritmo circadiano

Come REVERBα ferma le "interruzioni" del ritmo circadiano
Danielle Kay
, Autore previsto

In questo modo, tutti gli orologi interni incorporati nei tessuti del nostro corpo servono a proteggere da occasionali cambiamenti nel comportamento (come lo strano pasto notturno). Tuttavia, quando facciamo costantemente cose che vanno contro il nostro ritmo circadiano naturale, come mangiare sempre fino a tardi o lavorare nei turni notturni, questo sistema protettivo viene sopraffatto, portando all'obesità e al diabete.

Il nostro studio evidenzia quindi l'importanza di consumare i pasti in sincronia con l'orologio biologico, durante il giorno. Per mantenere il ticchettio del nostro fegato - e per mantenere il nostro intero ritmo circadiano funzionante correttamente - è importante sviluppare un programma alimentare che abbia una chiara separazione tra il periodo di alimentazione (tipicamente durante il giorno) e il periodo di digiuno (tipicamente durante la notte) . Questo è difficile per i turnisti, a seconda del programma dei turni, quindi sono urgentemente necessarie strategie per aiutare.The Conversation

Informazioni sugli autori

David Ray, professore di endocrinologia, Università di Oxford; David Bechtold, professore di fisiologia, University of Manchestere Louise Hunter, docente di endocrinologia e diabete, University of Manchester

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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