Циркадные ритмы и метаболизм

 

Понимание циркадных ритмов

С самого зарождения жизни на Земле живые организмы претерпевали серьёзную эволюционную адаптацию, как ответ на смену дня и ночи. Множество клеточных, физиологических и поведенческих процессов связаны с 24-часовым циклом. Повышение частоты сердечных сокращений и температуры тела наблюдается утром, а вечером эти показатели идут на спад. Эти изменения называют циркадными ритмами. Сбой циркадных ритмов может привести к метаболическим нарушениям, таким как ожирение и диабет.

Циркадные ритмы на молекулярном уровне

У млекопитающих циркадные ритмы регулируются центральными циркадными часами в супрахиазматическом ядре (СХЯ) и периферическими осцилляторами. Их нарушения могут привести к сбоям в циркадных ритмах, что наблюдается в экспериментах с крысами. Эти часы синхронизируют периферические и регулируют физиологические процессы в организме.

Гены и их роль

Циркадные гены, такие как Clock, Bmal1, Per и Cry, контролируют циркадные ритмы у млекопитающих. Система работает по принципу отрицательной обратной связи между белками BMAL1, CLOCK и PER, CRY. Эти гены влияют на множество биологических процессов, включая метаболизм.

Нарушение циркадных ритмов

Любое нарушение во взаимодействии циркадной системы с факторами окружающей среды может оказать негативное воздействие на обмен веществ. Мутации циркадных генов часто связаны с метаболическими заболеваниями.

Циркадные ритмы и кишечная микробиота

Микробиота кишечника и циркадные ритмы взаимосвязаны, играя роль в развитии резистентности к инсулину и ожирения. Суточные колебания в составе микробов зависят от времени приёма пищи и питания.