Jaką rolę w rozwoju komórek tłuszczowych pełni rytm dobowy?

Zakłócenia rytmu dobowego (utrzymującego ciało i jego komórki w 24-godzinnym cyklu dzień-noc) odgrywają kluczową rolę w przybieraniu na wadze. Przekonali się o tym badacze z Weill Cornell Medicine, przeprowadzając dwa badania.

Co się dzieje, gdy nie jesteś w rytmie?

Jedno z badań ukazało się na łamach „Cell Reports” – dowiodło, że stres spowodowany przez chroniczne podawanie hormonów stresu glikokortykoidów oraz zakłócanie dziennego cyklu uruchamia w przypadku myszy tymczasowy mechanizm ochronny. Mechanizm ten pobudza wzrost komórek tłuszczowych i produkcję insuliny. Jednocześnie zmniejsza nadmiar cukru we krwi, a poziom tłuszczu w krwiobiegu.

Drugie badanie ukazało się na łamach „Proceedings of the National Academy of Sciences” – czytamy w nim, że tzw. prekursory komórek tłuszczowych przyjmują polecenie przekształcenia siebie w komórki tłuszczowe podczas odpoczynku myszy. Badania sugerują, że zarówno stres, jak i inne pośrednie przyczyny naruszające rytm organizmu mogą przyczyniać się do przyrostu masy ciała. Nowe ustalenia więc sugerują nowe podejście do leczenia otyłości.

Według słów prof. Mary Teruel, na metabolizm wpływa wiele czynników, jeżeli wypadamy z cyklu dobowego. Zachęca do głębszego poznania tych okoliczności, ponieważ najprawdopodobniej na podstawie nowych studiów będzie można opracować skuteczniejsze terapie.

Tropem zaburzeń zdrowotnych

W pierwszym badaniu prof. Teruel wraz z zespołem specjalistów próbowała iść tropem zaburzeń zdrowotnych. Zespół więc naśladował niszczące procesy związane z np. chorobą Cushinga lub przewlekłym stresem. Te bowiem mają wpływ na zwykłe dzienne wahania glikokortykoidów – klasy hormonów związanych z napięciem nerwowym. Naukowcy wszczepili pod skórę myszy granulki uwalniające glikokortykoidy w stałym tempie przez 21 dni. Następnie porównali grupę badawczą z myszami, które miewały dzienne wahania w granicach normy. W efekcie wyszło na jaw, że ilość brązowego oraz białego tłuszczu w przypadku myszy z granulkami glukokortykoidowymi podwoiła się w trakcie 21 dni doświadczenia. Co więcej, poziom insuliny w ich organizmach gwałtownie wzrósł mimo, że myszy były żywione tą samą zdrową dietą, co przedtem.

W drugim badaniu eksperci dołączyli czerwone białko fluorescencyjne do białka kontrolującego ekspresję ważnych genów tzw. zegara dobowego oraz żółte białko fluorescencyjne do receptora gamma, aktywowanego przez proliferatory peroksysomów (PPARG) – białka regulującego produkcję komórek tłuszczowych. Wykorzystanie dwóch fluorescencyjnych markerów posłużyło do monitorowania dziennych wahań ekspresji PPARG a także genów tzw. zegara dobowego w prekursorach komórek tłuszczowych myszy. Badacze odkryli, że białko circadian (inaczej CCAAT) powoduje szybki wzrost produkcji PPARG podczas spoczynku w ciągu dnia. Gdy poziom PPARG osiągnie pewien próg, prekursory komórek przyjmują polecenie przekształcenia siebie w komórki tłuszczowe. Proces ten trwa kilka dni.

Naukowcy pracują teraz nad zrozumieniem, dlaczego zakłócenie dobowych rytmów glikokortykoidów wyzwala tymczasowe ochronne zmiany metaboliczne. Szukają także odpowiedzi na pytanie, czy długotrwały stres lub dieta wysokotłuszczowa czynią te zmiany trwałymi. Wyniki tych badań mogą pomóc w zdefiniowaniu tego, jak długo można bezpiecznie leczyć ludzi lekami z grupy glukokortykoidów w dolegliwościach takich jak astma.

Synchronizacja mechanizmów zegarowych

Badania mogą również prowadzić do rozwoju leków, które pomagają ponowne ustabilizować rytm dobowy osobom z otyłością. Terapia taka byłaby alternatywą względem bardziej inwazyjnych metod leczenia, takich jak chirurgia bariatryczna. W ramach innych rozwiązań można będzie wziąć pod uwagę terapie ukierunkowane na 4-godzinne sesje, w których prekursory komórek tłuszczowych przyjmują polecenie przekształcenia siebie w komórki tłuszczowe w celu zapobiegnięcia nadmiernemu gromadzeniu się tłuszczu.