Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Zarzucenie zwyczaju regularnego nocnego podjadania może być trudne. I to nie tylko ze względu na stopień zakorzenienia nawyku, ale również dlatego, że wywołał on genetyczne zmiany w mózgu, które sprawiają, iż o określonej porze czekamy na jedzenie.

Poprzez trenowanie myszy, by jadły o porach, w których normalnie tego nie robiły, badacze z UT Southwestern Medical Center odkryli, że pokarm włącza geny zegarów biologicznych w określonych regionach mózgu. Nawet kiedy przestawano karmić gryzonie, geny dalej aktywowały się w porze oczekiwanego posiłku.

To może być początek procesu wyjaśniania, jak warunki metaboliczne mogą się zsynchronizować z zegarem biologicznym — mówi dr Masashi Yanagisawa, współautor badania (szczegółowe wyniki opublikowano w datowanym na 8 sierpnia wydaniu Proceedings of the National Academy of Sciences).

Czuwanie, sen, jedzenie i inne procesy fizjologiczne są regulowane przez wiele czynników zewnętrznych oraz wewnętrznych. Mają one rytm dobowy, czyli 24-godzinny. Jedną z klas genów zaangażowanych w opisywany cykl są tzw. geny Per (od angielskiego period, a więc okres).

Gdy pożywienia jest pod dostatkiem, czynnikiem najsilniej oddziałującym na odżywianie jest światło, regulujące m.in. rytm snu i czuwania. Wpływa ono na część mózgu zwaną jądrem nadskrzyżowaniowym (SCN, suprachiasmatic nuclei).

Ponieważ jednak zniszczenie SCN nie wpływa na zegar biologiczny, który reguluje zachowania związane z jedzeniem, dobowy "kontroler" odżywiania musi się znajdować gdzie indziej — uznaje Yanagisawa.

Podczas eksperymentu naukowcy ustalili harmonogram regularnego karmienia. Potem zbadali tkankę mózgu, by sprawdzić, w jakim jego rejonie geny Per zsynchronizowały się z porami karmienia.

Badacze podzielili dzień na 12-godzinną porę jasną (odpowiednik dnia) i 12-godzinną porę ciemną (odpowiednik nocy). Karmienie odbywało się w połowie pory jasnej (przez cztery godziny).

Ponieważ myszy normalnie jedzą w nocy, taki schemat karmienia jest podobny do ludzkiego jedzenia o niewłaściwych porach. W przypadku naszego gatunku dysfunkcjonalne nawyki żywieniowe w znacznym stopniu przyczyniają się do otyłości. U otyłych osób szczególnie często spotyka się pojadanie w nocy, zauważają naukowcy.

Karmione w opisany wyżej sposób myszy szybko się do tego przyzwyczaiły i zaczynały szukać jedzenia na 2 godziny przed porą posiłku. Odeszły także od swoich normalnych dziennych/nocnych zachowań, ignorując naturalne wskazówki, że dzień jest porą snu.

Po kilku dniach badacze odkryli, że dobowy cykl aktywacji genów Per w jądrach nadskrzyżowaniowych nie uległ zmianie wskutek wprowadzonego harmonogramu odżywiania.

Jednak w innych obszarach mózgu, zwłaszcza w jądrze grzbietowo-przyśrodkowym podwzgórza (ang. dorsomedial hypothalamic nucleus, DMH), po tygodniu aktywność genów Per dostosowała się do pór karmienia.

Kiedy myszy nie jadły przez dwa dni, geny nadal uaktywniały się o stałej porze, a zwierzęta na kilka godzin przed oczekiwanym posiłkiem przejawiały zachowania antycypacyjne ("przewidujące"). Gdzieś w ciele zapamiętały one dokładnie tę porę dnia — podsumowuje dr Yanagisawa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Latem nie brakuje okazji do jedzenia na dworze. To w końcu czas grilli, przyjęć pod chmurką, pikników i festiwali food tracków. Okazuje się jednak, że by kiełbaska czy burger lepiej smakowały, warto usiąść i nie jeść na stojąco.
      Prof. Dipayan Biswas z Uniwersytetu Południowej Florydy bada m.in. zależności między układem przedsionkowym (zmysłem równowagi) a zmysłem smaku.
      Odkrył, że stanie nawet przez kilka minut wywołuje fizyczny stres, który wycisza kubki smakowe. Grawitacja ściąga krew do niższych partii ciała, przez co serce musi ciężej pracować, by przepompować ją do góry. Przyspieszenie tętna aktywuje oś podwzgórze-przysadka-nadnercza, co z kolei skutkuje wzrostem stężenia hormonu stresu kortyzolu. Ta reakcja łańcuchowa zmniejsza wrażliwość zmysłową, co oddziałuje na ocenę smaku pokarmów i napojów, postrzeganie ich temperatury oraz ogólną objętość spożywanych produktów.
      Gdy ludzie doświadczają dyskomfortu, pokarmy normalnie uznawane za dobre, nie wydają się już tak smaczne. Biswas potwierdził tę hipotezę, prosząc 350 ochotników o ocenę smaku chlebków pita. Okazało się, że ludzie, którzy stali, dawali przekąskom niższe oceny niż badani siedzący na miękkim krześle.
      W kolejnym etapie naukowcy podawali ochotnikom brownie (w formie na jeden kęs) z lokalnej restauracji; były one wcześniej testowane i przez wielu uznawane za smaczne. Ludzie, którzy jedli na siedząco, przyznawali ciastkom najwyższe noty. Kiedy jednak piekarz dodał do brownie 1/4 kubka soli, wyniki były odwrotne. Stojący nie uznawali ciastek za aż tak bardzo słone i dawali im wyższą ocenę od osób kosztujących ich na siedząco.
      Wyniki sugerują, że aranżując sytuacje jedzenia na stojąco, rodzice mogą sprawić, że nieprzyjemne w odbiorze zdrowe pokarmy będą się wydawały dzieciom smaczniejsze. Na podobnej zasadzie, podając niedobre, np. gorzkie, lekarstwa, także warto wykorzystać postawę stojącą.
      Biswas przeprowadził dodatkowe testy. Prosił o próbowanie owocowych przekąsek ludzi niosących torby z zakupami (to odpowiednik kipowania w sklepie spożywczym czy w restauracyjnej części centrów handlowych). Zarówno u stojących, jak i siedzących ochotników dodatkowy ciężar sprawiał, że jedzenie smakowało gorzej. To sugestia, że za wpływem postawy ciała na ocenę smaku stoi właśnie fizyczny stres.
      Na końcu Amerykanie badali wpływ postawy ciała na postrzeganie temperatury. Ochotnikom dawano kubki gorącej kawy. Stojący twierdzili, że nie jest ona aż tak intensywna, ale z drugiej strony spożywali mniej napoju od siedzących (stres stłumił apetyt).
      Mając to wszystko na uwadze, naukowcy przekonują, że jedzenie na stojąco może pomóc w chudnięciu. Ciekawe, czy ktoś się porwie na taką metodę...

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Znaleziono dowody bezpośrednio łączące hormon melatoninę z cukrzycą typu 2. Jak donoszą naukowcy z Imperial College London (ICL), osoby, u których występują rzadkie mutacje w receptorze melatoniny, są w większym stopniu zagrożone cukrzycą typu 2.
      O tym, że zegar biologiczny i melatonina mogą mieć coś wspólnego z cukrzycą, świadczą też pośrednio wyniki wcześniejszych badań. Wykazano m.in., że ludzie, którzy pracują na nocne zmiany, znajdują się w grupie podwyższonego ryzyka cukrzycy typu 2. Poza tym gdy u ochotników przez 3 dni z rzędu zaburzano sen, zaczynali przejściowo wykazywać objawy cukrzycy.
      W ramach najnowszego studium akademicy z ICL odkryli, że u osób z 4 rzadkimi mutacjami w genie receptora melatoniny MT-2 ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 2. rośnie aż 6-krotnie. Ponieważ wydzielanie insuliny jest regulowane przez melatoninę, autorzy raportu opublikowanego w Nature Genetics uważają, że mutacje zaburzają związek między zegarem biologiczny a wyrzutem insuliny. Skutkiem tego są problemy z kontrolą poziomu glukozy we krwi.
      Odkryliśmy bardzo rzadkie warianty genów MT-2, które wywierają o wiele silniejszy wpływ niż znalezione wcześniej powszechniejsze wersje - wyjaśnia prof. Philippe Froguel.
      Na początku naukowcy z ICL oraz ich współpracownicy z Wielkiej Brytanii i Francji przyglądali się genowi MT-2 u 7.632 osób. Poszukiwali niezwykłych wariantów, które zwiększałyby ryzyko cukrzycy typu 2. W sumie odkryli 40 wariantów, w tym 4 bardzo rzadkie, ale kompletnie pozbawiające receptory zdolności reagowania na melatoninę. Następnie związek między mutacjami a cukrzycą potwierdzono na próbie kolejnych 11.854 badanych.
      Wpływ mutacji na działanie receptora MT-2 określano podczas eksperymentów na hodowlach ludzkich komórek.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zaburzenie działania zegarów biologicznych (rytmów okołodobowych) prowadzi do przyspieszonej neurodegeneracji, utraty funkcji motorycznych oraz przedwczesnej śmierci. Dotąd naukowcy zmagali się z dylematem w rodzaju jajka i kury, bo nie było wiadomo, czy problemy z zegarami biologicznymi są wynikiem, czy przyczyną chorób neurodegeneracyjnych, np. alzheimeryzmu czy choroby Huntingtona.
      Podczas eksperymentów wykazaliśmy, że nasilenie [akceleracja] problemów zdrowotnych następowało zarówno w ramach podejścia środowiskowego, jak i genetycznego - opowiada Kuntol Rakshit.
      Co prawda naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Oregonu (OSU) i Oregon Health and Science University prowadzili eksperymenty na muszkach owocowych, ale podkreślają, że między nimi a nami, ludźmi, istnieje wiele podobieństw. Niektóre z genów regulujących rytmy okołodobowe muszek okazały się na tyle ważne, że zostały zachowane mimo wielu lat odrębnej ewolucji i pełnią dokładnie te same funkcje u Homo sapiens.
      U muszek wykorzystanych w studium występowały dwie mutacje: jedna zaburzała rytmy okołodobowe, a druga prowadziła do rozwoju patologii mózgu podczas starzenia. W porównaniu do grupy kontrolnej, mutanty żyły 32-50% krócej, traciły sporo funkcji ruchowych, a w ich mózgach o wiele wcześniej pojawiały się liczne wakuole, czyli "dziury" w tkance.
      Jadwiga Giebultowicz uważa, że pogorszenie i utrata funkcji zegara biologicznego może być początkiem uszkadzającego cyklu. Kiedy zegar biologiczny zaczyna szwankować, rytmy, które regulują działanie i zdrowie komórek, ulegają zaburzeniu, a wiemy, że to sprzyja neurodegeneracji mózgu. Z drugiej jednak strony, neurodegeneracja może wywołać jeszcze więcej uszkodzeń zegara. Zdrowy zegar stanowiłby zabezpieczenie [...], jednak gdy go brakuje, proces uszkadzania przyspiesza.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kiedyś wydawało się, że rozregulowane rytmy biologiczne w depresji, zaburzeniach obsesyjno-kompulsywnych czy różnego rodzaju uzależnieniach, które prowadzą do zmiany cyklu snu i czuwania czy rytmów hormonalnych, to skutek procesu patologicznego leżącego u podłoża choroby. Najnowsze analizy wskazują jednak, że tak naprawdę mogą one być przyczynami i najpierw szwankuje zegar biologiczny, a dopiero później pojawiają się zaburzenia neuropsychiatryczne.
      Jerome S. Menet i prof. Michael Rosbash z Brandeis University dokonali przeglądu badań na ten temat, m.in. na myszach funkcjonujących na symulowanych nocnych zmianach. Analizowali aktywność zegarów komórkowych w różnych częściach mózgu. Okazało się, że zmieniła się ona w obrębie hipokampa, który jest zaangażowany m.in. w procesy pamięciowe, oraz odpowiadającego za emocje ciała migdałowatego.
      W innych wziętych pod uwagę przez Amerykanów eksperymentach hodowano myszy bez zegarów biologicznych oraz takie, które naprzemiennie wystawiano na oddziaływanie 10 godzin ciemności i 10 godzin światła dziennego. Naukowcy zauważyli, że zwierzęta z rozregulowanymi bądź genetycznie wyeliminowanymi rytmami biologicznymi były bardziej podatne na uzależnienie od narkotyków, nadaktywność, bezradność oraz zaburzenia snu.
      Niemal wszystkie struktury w mózgu mają zegary komórkowe – podkreśla Menet. Otrzymują one rytmiczne informacje, np. w postaci hormonu melatoniny, który jest wydzielany w ciemnościach przez szyszynkę i reguluje cykl snu-czuwania. U ludzi pracujących na zmiany działanie zegarów w całym ciele, w tym w mózgu, ulega zaburzeniu. Współczesny tryb życia prowadzi do aktywności czy jedzenia w okresie, który powinien być fazą spoczynkową. Wewnętrzne sygnały są więc generowane w niewłaściwym czasie, sprzecznym z sygnałami płynącymi z otoczenia, których timing pozostaje niezmienny.
      Kiedy wadliwie działa zegar w obrębie wątroby, u danej osoby może się rozwinąć zaburzenie metaboliczne, np. otyłość. Kiedy to samo dzieje się z zegarem w obrębie mózgu, ktoś staje się bardziej podatny na zaburzenia psychiczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjaliści z Brigham and Women's Hospital (BWH) zademonstrowali, że działanie płytek krwi jest koordynowane przez wewnętrzny zegar biologiczny. To on prowadzi do szczytu aktywacji trombocytów, który odpowiada porannemu szczytowi zdarzeń sercowo-naczyniowych, np. zawałów serca i udarów.
      Choroby sercowo-naczyniowe są nadal najważniejszą przyczyną zgonów w krajach rozwiniętych. Wiemy, że większość zdarzeń sercowo-naczyniowych nie występuje losowo, ale zdarza się częściej rano. Zrozumienie przyczyn leżących u podłoża porannego szczytu pozwoli skupić się na konkretnym mechanizmie i zmniejszyć ryzyko – podkreśla dr Frank Scheer.
      Amerykanie wyjaśniają, że wysoki poziom aktywacji płytek może prowadzić do poważnych zdarzeń sercowo-naczyniowych przez wpływ na krzepliwość krwi. Potrzeba kolejnych badań, aby ustalić, czy wzorzec okołodobowy, którego istnienie zademonstrowano u zdrowych osób, jest przesunięty w czasie lub ma inną amplitudę u pacjentów z chorobami sercowo-naczyniowymi.
      Podczas eksperymentu zastosowano protokół wymuszonej desynchronizacji. Młodych i zdrowych ludzi umieszczono w kontrolowanym środowisku z 20-godzinną dobą. Mieli w nim przeżyć 12 cykli mroku-światła. Naukowcy podkreślają, że wykorzystany protokół pozwolił oddzielić wpływ systemu okołodobowego od wpływu cyklu snu i czuwania oraz innych zmian środowiskowych/behawioralnych. Działanie trombocytów badano za pomocą cytometrii przepływowej, oceniano też stopień agregacji płytek.
      Zespół Scheera podejrzewa, że u podłoża porannego szczytu zdarzeń sercowo-naczyniowych leży więcej czynników. Stąd pomysł, by w niedalekiej przyszłości zbadać mechanizmy kontrolne zaangażowane w okołodobowy rytm działania trombocytów, rolę zegara biologicznego w innych czynnikach ryzyka sercowo-naczyniowego oraz zmiany kontroli okołodobowej w zakresie tych czynników w tzw. populacjach wrażliwych.
×
×
  • Create New...