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Ritmo circadiano: il gene 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.

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 così perfettamente. 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 un numero qualsiasi 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 scoperto che il regolare lavoro a turni aumenta il rischio di obesità e diabete di tipo 2 . E sfortunatamente, l’ interruzione del ritmo circadiano sta diventando 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? Il nostro recente lavoro su come il ritmo circadiano controlla i processi metabolici per abbinare i nostri schemi quotidiani di assunzione di cibo contiene la risposta.

‘Orologio’ del gene del fegato

Un componente importante del nostro orologio biologico è una proteina chiamata REVERB?. 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 REVERB? è collegata all’obesità negli esseri umani. La ricerca ha anche scoperto che i topi privi del gene in tutti i tessuti accumulano 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 REVERB? 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 questo, abbiamo utilizzato un nuovo tipo di topo geneticamente modificato con il gene REVERB? eliminato solo nel fegato.

Con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che l’eliminazione di REVERB? 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 REVERB? in tutti i tessuti. Tuttavia, quando abbiamo mappato i geni del fegato che probabilmente sarebbero stati sotto il controllo di REVERB?, ne abbiamo trovati migliaia, inclusi i geni che sono i principali regolatori dell’energia e del metabolismo dei grassi.

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 funzionalità epatica. Ciò ha sollevato due questioni importanti. Primo, che in condizioni normali REVERB? è pronto, ma non è necessario per regolare il metabolismo dei grassi. In secondo luogo, i risultati precedenti che collegavano REVERB? 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 REVERB? in tutto il corpo avevano uno schema alimentare irregolare, soprattutto durante il periodo di riposo o sonno.

Per testare questa idea, abbiamo analizzato cosa succedeva quando i topi con REVERB? 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 REVERB? è stato eliminato dal fegato. Ciò suggerisce che REVERB? agisce per attenuare gli effetti di un’alimentazione disordinata, come mostrato nel diagramma sottostante.

Come REVERB? ferma le “interruzioni” del ritmo circadiano

Un diagramma che mostra come il gene "orologio" del fegato aiuta a gestire le interruzioni del ritmo circadiano.

 
Danielle Kay , autore fornito

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.


Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l’articolo originale .La conversazione

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