Şoarecii care au ceasul biologic de la nivelul celulelor grase defect se îngraşă dacă mănâncă atunci când ar trebui să doarmă, spune Georgios Paschos, doctor în medicină la Şcoala de Medicină Perelman, Universitatea din Pennsylvania.
Celulele grase stochează energia în exces şi semnalizează acest lucru creierului. Într-un nou studiu publicat în această săptămână în Nature Medicine, Georgios Paschos PhD, cercetător asociat în laboratorul lui Garret FitzGerald, MD, director FRS al Institutului de Medicină Translaţională şi Terapeutică, Şcoala de Medicină Perelman, Universitatea din Pennsylvania, arată că ştergerea genei Arntl în celulele grase, cunoscută şi ca Bmal1 şi responsabilă cu reglarea ceasului biologic, determină obezitatea la şoareci datorită modificării momentului când aceste specii nocturne obişnuiesc să mănânce. Aceste descoperiri pot lămuri cauzele complexe ale obezităţii la oameni.
Studiile desfăşurate la Universitatea din Pennsylvania sunt surprinzătoare din două puncte de vedere. "În primul rând, o modificare minoră a consumului de hrană în ceea ce, în mod normal, reprezintă perioada de odihnă a şoarecilor poate favoriza stocarea de energie", spune Paschos. "Şoarecii noştri au devenit obezi fără a consuma mai multe calorii". Într-adevăr, cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au reuşit să producă obezitate şi la şoarecii normali, prin copierea modelului consumului de hrană diferit observat la şoarecii care prezintă ceasul biologic defect în celulele grase.
Această schimbare comportamentală a şoarecilor este oarecum înrudită cu sindromul alimentării nocturne la oameni, asociat, de asemeni, cu obezitatea şi descris prima oară de Albert Stunkard, de la Universitatea din Pennsylvania, în 1955.
A doua observaţie surprinzătoare are legătură chiar cu ceasul molecular. În mod tradiţional, se credea că ceasurile din ţesuturile periferice urmează "ceasul principal" din sistemul nervos central al creierului, aşa cum membrii unei orchestre îşi urmează dirijorul. "Deşi ştiam de multă vreme că ceasurile periferice au o oarecare autonomie – percuţionistul poate lovi toba şi fără indicaţia dirijorului – aici observăm cum comportamentul orchestrat al percuţionistului poate, în sine, influenţa dirijorul", explică FitzGerald.
Consumul zilnic de hrană este determinat de expresia oscilantă a genelor care ridică şi scad apetitul în hipotalamus. Cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au descoperit că, atunci când ceasul din celulele grase este defect, acest ritm al hipotalamusului este întrerupt şi favorizează consumul de hrană la un moment nepotrivit - în timpul zilei la şoareci, în timpul nopţii la oameni.
Când ritmul zilnic obişnuit al unei specii este abandonat, se produc şi schimbări în metabolism. De exemplu, în cazul oamenilor, lucrătorii din tura de noapte prezintă o predispoziţie crescută către obezitate şi sindrom metabolic, iar pacienţii cu tulburări de somn au un risc crescut în dezvoltarea obezităţii. De asemeni, persoanele sănătoase, atât femei, cât şi bărbaţi, care dorm mai puţin tind să ia în greutate mai mult.
Un act de echilibrare
Echilibrarea nivelurilor de energie în corp presupune integrarea multiplelor semnale dintre sistemul nervos central şi ţesuturile depărtate, cum ar fi ficatul şi inima. Celulele grase nu numai că stochează şi eliberează energie, dar şi comunică cu creierul referitor la cantitatea de energie stocată prin intermediul hormonului numit leptină. Secreţia de leptină determină o mai mare utilizare de energie şi o scădere a nivelului de alimentare via hipotalamus.
Echipa de la Universitatea din Pennsylvania a descoperit că numai câteva gene sunt alterate atunci când ceasul din celulele grase este stricat şi acestea dictează în ce fel acizii graşi nesaturaţi, cum sunt acidul eicosapentenoic (AEP) şi acidul docosahexanoic (ADH), sunt eliberaţi în sânge. Interesant este faptul că aceşti acizi sunt aceeaşi acizi graşi nesaturaţi asociaţi în mod normal cu uleiurile de peşte. Cert este faptul că nivelurile de AEP şi ADH erau scăzute atât în plasmă, cât şi în hipotalamus la momentul incorect al alimentării. "Spre uimirea noastră, am fost capabili să salvăm întregul fenotip – oscilaţia incorectă a nivelului de acizi graşi şi expresia genelor în hipotalamus, tiparul de alimentare şi obezitatea – prin suplimentarea AEP şi ADH la animalele respective", notează Paschos.
Descoperirile indică rolul pe care îl joacă moleculele ceasului din celulele grase în organizarea reglării nivelului de energie şi al timpului pentru hrănire, prin comunicarea cu hipotalamusul, lucru care afectează în final stocarea de energie şi greutatea corporală.
Luate împreună, aceste studii subliniază importanţa ceasului molecular ca un orchestrator al metabolismului şi reflectă rolul central al celulelor grase în integrarea consumului de hrană şi a consumului de energie.
"Descoperirile noastre arată că schimbările pe termen scurt au un efect imediat asupra ritmului de alimentare", spune FitzGerald. "De-a lungul timpului, aceste schimbări duc la creşterea greutăţii corporale. Dirijorul este într-adevăr influenţat de către percuţionist."
Referinţă : Nature Medicine
Furnizat de: Universitatea din Pennsylvania, Şcoala de Medicină
Traducere realizată de Alina Grad după It's not just what you eat, but when you eat it, cu acordul Phys.org.
