מחקר מקשר הפרעה בקצב היממה לבין השמנת יתר וסוכרת

מחקר חדש שפורסם בכתב העת Journal of Clinical Investigation סקר ראיות להפרעות בקצב היממה, בריאות מטבולית וגנים של מחזור השעון (תפוקת תנועה היממה).

שגרות יומיומיות קשורות לסביבה, מה שמוביל להתפתחות של מקצבים צירקדיים. רמזים כמו טמפרטורה, אור שמש, מזון וצליל, המכונים "זייטגברים", מתאימים את המקצבים הצירקדיים לתנאים חיצוניים. ראיות הולכות וגדלות מקשרות הפרעות צירקדיות או זייטגברים לתוצאות שליליות בבני אדם. חסרה סקירה מקיפה של הקשר בין בריאות מטבולית לביטוי גנים צירקדיים. מחקר זה סיכם והשווה ראיות ממודלים של בעלי חיים עם נתונים אפידמיולוגיים כדי לשפר את ההבנה של תרומת הפרעות צירקדיות וביטוי גנים של שעון לפתולוגיות הקשורות לבריאות מטבולית.

מקצבים צירקדיים במודלים של בעלי חיים

גורמים גנטיים המשפיעים על מקצבים צירקדיים בבעלי חיים התגלו לראשונה בזבוב הפירות דרוזופילה מלנוגאסטר, מה שהראה כי גן המחזור (per) והחלבון (PER) חשובים לקצב הצירקדי. מחקרים נוספים אישרו תוצאות אלו וזיהו גנים מרכזיים נוספים של שעון, כגון ARNT-like 1 של המוח והשריר (BMAL1), קריפטוכרום (CRY) ואורתולוגים של PER (PER1–PER3).

עכברים עם גנים מוטנטיים של שעון הראו זמני ארוחות משתנים וצרכו יותר קלוריות, מה שהוביל לתסמונת מטבולית והשמנת יתר, כמו גם לירידה בקצב הפעילות. שינויים מטבוליים דומים נצפו במודלים אחרים של עכברים עם מוטציות ברכיבי שעון מולקולריים.

הומאוסטזיס של גלוקוז וביטוי גנים

הומאוסטזיס של גלוקוז מווסת על ידי מנגנוני איתות גנים ספציפיים הנשלטים על ידי תאי CCG מסוימים. המחקר הראה כי בעכברים עם ביטוי תקין של BMAL1 בתאי β בלבלב, דימרים של BMAL1/CLOCK נקשרו לאתרי בקרה, מה שהוביל לתעתוק של מטרות אחרות מלבד תאי כבד. עכברים עם ביטוי לקוי של BMAL1 פיתחו אי סבילות לגלוקוז.

מחקרים אפידמיולוגיים ואוכלוסייה

ראיות ראשוניות מניתוחים אפידמיולוגיים של עובדי משמרות לילה מצביעות על כך שבריאות מטבולית משתנה עקב הפרעה בצירקדיה. מחקר בריאות האחיות ציין כי משתתפים שעבדו במשמרות לילה צרכו יותר קלוריות, קיצרו את משך השינה והיו בעלי סיכוי גבוה יותר לסבול מהשמנת יתר.

ביטוי גנים של CCG ושיבושים ביולוגיים

מחקר שנערך על 18 אחיות מצא כי לעובדי משמרות היו פחות גנים קצביים בתאי הדם המונונוגרעיניים ההיקפיים שלהם בהשוואה לעובדי משמרות יום. מחקר נוסף שנערך על 60 אחיות מצא ביטוי שונה של כמעט כל תאי ה-CCG. במחקר נפרד, 22 משתתפים עברו דה-סנכרון כפוי של 28 שעות ביממה, כאשר תחילת השינה הוזזה בארבע שעות בכל לילה.

פתולוגיה מטבולית וגנים של CCG

ייתכן שקיים קשר דו-כיווני בין ביטוי CCG לבין בריאות מטבולית, שכן החמרה בבריאות מטבולית עשויה לשנות את ביטוי CCG באופן ספציפי לרקמה. מחקר אחד שנערך על 28 נשים שמנות ו-21 נשים רזות ללא סוכרת הראה שינוי בביטוי של CCG שונים אצל אנשים הסובלים מהשמנת יתר.

מַסְקָנָה

גוף הולך וגדל של ראיות מקשר בין פעילות גן שעון לתוצאות מטבוליות פתולוגיות. ההשפעה של משבשי מחזור הדם היממה תלויה במשך ובאיכות החשיפה. תקופות ארוכות של עבודה במשמרות עשויות למנוע מאיברים פנימיים לשקם את המקצבים הרגילים. יש צורך במחקר נוסף כדי להעמיק את בסיס הראיות ולשפר את ההבנה של קשרים אלה.