Stare sveglio tutta la notte e dormire tutto il giorno solo per pochi giorni può disturbare i livelli e gli schemi del tempo di oltre 100 proteine ??nel sangue, comprese quelle che influenzano lo zucchero nel sangue, il metabolismo energetico e la funzione immunitaria, secondo la nuova ricerca dell’Istituto Boulder dell’Università del Colorado pubblicata sulla rivista PNAS questa settimana.
“Questo ci dice che quando sperimentiamo cose come il jet lag o un paio di notti di lavoro a turni, alteriamo molto rapidamente la nostra normale fisiologia in un modo che se sostenuto può essere dannoso per la nostra salute”, ha detto l’autore senior Kenneth Wright, direttore del Laboratorio del Sonno e Cronobiologia e professore nel Dipartimento di Fisiologia Integrativa.
Lo studio è il primo ad esaminare in che modo i livelli di proteine ??nel sangue umano, noto anche come proteoma del plasma, variano nell’arco di 24 ore e in che modo i tempi di sonno e del pasto sono alterati.
Ha anche individuato 30 proteine ??distinte che, indipendentemente dal tempo del sonno e del pasto, variano a seconda del tempo circadiano interno.
I risultati potrebbero aprire la porta allo sviluppo di nuovi trattamenti per i lavoratori che turnano di notte, questi costituiscono circa il 20% della forza lavoro globale e sono a più alto rischio di diabete e cancro. Potrebbe anche consentire ai medici di calcolare con precisione il tempo di somministrazione di farmaci, vaccini e test diagnostici attorno all’orologio circadiano.
“Se conosciamo le proteine ??regolate dall’orologio, possiamo altresì regolare i tempi dei trattamenti per essere in linea con quelle proteine”, ha detto l’autore principale Christopher Depner (in foto), ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Fisiologia Integrativa.
I ricercatori hanno reclutato sei soggetti maschi sani età media 20 anni per trascorrere sei giorni nel centro di ricerca clinica traslazionale di CU, dove i loro pasti, il sonno, l’attività e l’esposizione alla luce erano strettamente controllati.
Nei giorni uno e due, gli uomini hanno seguito un programma normale. Poi sono stati gradualmente trasformati in un modello di lavoro notturno simulato, in cui avevano otto ore di sonno durante il giorno e sono rimasti svegli tutta la notte, a mangiare poi.
I ricercatori hanno prelevato il sangue ogni quattro ore e utilizzato la tecnologia recentemente sviluppata da SomaLogic, Inc con sede al Boulder per valutare i livelli e gli schemi di tempo di giorno di 1.129 proteine. Hanno trovato 129 proteine ??i cui schemi sono stati eliminati dal turno notturno simulato.
“Dal secondo giorno del disallineamento stavamo già iniziando a vedere le proteine ??che normalmente raggiungono il picco durante la giornata con un picco di notte e viceversa”, ha detto Depner.
Una di queste proteine ??era il glucagone, che induce il fegato a spingere più zucchero nel sangue. Quando i soggetti rimanevano svegli durante la notte, i livelli non solo aumentavano di notte invece che di giorno, ma raggiungevano anche i livelli più alti. A lungo termine, questo modello potrebbe aiutare a spiegare perché i lavoratori del turno di notte tendono ad avere tassi di diabete più alti, ha detto Depner.
Il programma simulato di turni notturni ha anche diminuito i livelli del fattore di crescita dei fibroblasti 19, che è stato dimostrato in modelli animali per incrementare il consumo di calorie o di energia. Ciò è in linea con la scoperta che i soggetti bruciano il 10% in meno di calorie al minuto quando il loro programma è stato disallineato.
Trenta proteine ??hanno mostrato un chiaro ciclo di 24 ore, con un picco nella maggior parte dei casi tra le 14 e le 21. Il takeaway: quando si tratta di esami del sangue diagnostici – che sono fatti valere più spesso nell’età della medicina di precisione – i tempi sono importanti “, ha detto Wright.
Precedenti studi hanno esaminato i modelli di espressione del tempo di geni codificanti proteine ??in organi specifici. Studiando le proteine ??reali nel sangue, i ricercatori possono studiare una gamma più ampia e ottenere un quadro migliore di ciò che sta accadendo in tempo reale, ha detto Depner.
Lui e Wright notano che hanno tenuto tutti i soggetti dello studio in condizioni di scarsa illuminazione, in modo che l’esposizione alla luce (che può anche influenzare fortemente il sistema circadiano) non ha influenzato i risultati. Anche senza il bagliore dell’elettronica di notte, i cambiamenti nei sfondi proteici erano rapido e diffuso.
“Questo dimostra che il problema non è solo la luce di notte”, ha detto Wright. “Quando le persone mangiano nel momento sbagliato o sono svegli nel momento sbagliato può pureavere conseguenze”.