Новини

Нове дослідження: м’язи вимірюють час доби


Дослідники, підтримані Швейцарським національним науковим фондом (SNSF), виявили біологічні годинники в наших м’язових клітинах. Він міг би брати участь у регулюванні обміну речовин та розвитку діабету.

Біологічні годинники галочки скрізь в нашому організмі. Вони виділяють гормон мелатонін під час сну, сприяють виділенню травних ферментів після обіду і тримають нас неспаними протягом дня. Головний годинник в мозку синхронізує всі інші годинники в різних органах. Дослідники, підтримані Швейцарським національним науковим фондом (SNSF), виявили, що такий «циркадний годинник» тикає в наших м’язових клітинах. Якщо цей годинник не в ритмі, це може мати вирішальний вплив на розвиток діабету 2 типу. Наукова робота дослідницької групи нещодавно була опублікована в журналі PNAS (*).

Видалення м’язової тканини поширюється протягом дня

Дослідники з Женевського університету, Університету Бат, Університету Клода Бернарда в Ліоні, EPFL, Університету Суррей та Інституту наук про здоров'я Нестле встановили, що склад різних типів жирів (ліпідів) у наших м’язових клітинах з часом дня змінюється, і залежно від часу доби один ліпід іноді є більш домінуючим, ніж інший. Чи може це бути пов’язано з впливом біологічного годинника? Міжнародна команда перевірила цю гіпотезу, вивчивши добровольців. З цією метою було синхронізовано основний годинник учасників: Перш ніж розпочати дослідження, вони повинні були дотримуватися звичайного розпорядку дня щодо їжі та впливу світла. Невелику м’язову пробу беруть із стегна кожні чотири години для аналізу ліпідного складу.

Дослідницька група виявила чітку кореляцію між ліпідним складом та часом доби, пояснює Говард Різман, який керував дослідженням разом зі своєю колегою Чарною Дібнер у Женеві. "Оскільки ліпідний склад сильно коливався в тестовій групі, нам потрібні були додаткові докази на підтвердження цієї тези", - продовжує Різман.

На другому кроці дослідники перейшли до експерименту in vitro. Вони вирощували м’язові клітини людини і синхронізували їх штучно, без головного годинника, використовуючи сигнальну молекулу, яка зазвичай виділяється організмом. Спостерігалося періодичне коливання клітинного ліпідного складу, подібне до експериментів, проведених на людях. Однак, якщо дослідники перервали годинниковий механізм, пригнічуючи відповідні гени, періодичні коливання ліпідів значною мірою зникали.

Діабет і порушення сну пов'язані

"Ми змогли наочно продемонструвати, що це коливання ліпідного складу в наших м'язах залежить від нашого циркадного ритму", - пояснює головна автор Урсула Лоїзідес-Мангольд. "Але найважливішим питанням залишається: Яке значення цього механізму?" Різман вважає, що біологічний годинник у м'язі міг регулювати інсулінову чутливість м’язових клітин завдяки його дії на ліпіди. Оскільки ліпіди є частиною клітинної мембрани, вони впливають на здатність молекул входити і виходити з м’язових клітин. Зміна складу мембрани може впливати на реакцію м’яза на гормон і його здатність поглинати цукор у крові.

Низька чутливість м’язів до інсуліну призводить до так званої інсулінорезистентності, відомої причини цукрового діабету 2 типу. "Згідно з дослідженнями, існує зв'язок між циркадними годинниками, резистентністю до інсуліну та розвитком діабету", - пояснює Чарна Дібнер, співавтор дослідження. «Якщо ми зможемо встановити зв’язок між циркадним механізмом та діабетом 2 типу через метаболізм ліпідів, це може мати значні терапевтичні наслідки. Завдяки нашим новим можливостям для дослідження in vitro клітинних годин у м'язах людини, ми можемо перевірити цю гіпотезу в наступному дослідженні ».

(*) U. Loizides-Mangold та ін.: Ліпідоміка виявляє добові коливання ліпідів у скелетних м’язах людини, що зберігаються в клітинних міотубах, культивованих in vitro. PNAS (2017). DOI: 10.1073 / pnas.1705821114

Інформація про автора та джерела



Відео: ЧАС ДОБИ пізнавальний мультик для дітей (Січень 2022).