Циркадните ритми са основни процеси, които координират времето на основните организмени функции на молекулярно, клетъчно и поведенческо ниво. Трептенията се генерират от основния молекулярен часовник, който е съставен от транскрипционни активатори (като Bmal1 и Clock) и репресори (като генетичното семейство Period). Тези активатори присъстват в много видове централни и периферни тъкани, включително черния дроб (1) и мастната тъкан (2). След това трептенията на основния часовник регулират ритмичната експресия на други гени, като тези, участващи в производството на инсулин (3), което от своя страна допринася за физиологичните ритми в секрецията на инсулин (4), както и нивата на глюкоза и лептин (5, 6). При нормални условия тези ритми се увличат от 24-часовите цикли на излагане на светлина и поведение при хранене. Нарастващата литература обаче започва да свързва циркадното несъответствие с човешките заболявания, включително метаболитна и сърдечно-съдова дисфункция.

предизвикана

Известно е, че затлъстяването предизвиква физиологични промени в мерките за глюконеогенеза, секреция на лептин и кръвно налягане и повишава риска от сърдечна честота. В този брой Prasai et al. (15) изследвайте как индуцираното от диетата затлъстяване пречи на циркадния часовников механизъм в черния дроб, мастната тъкан и сърдечно-съдовите тъкани. Въпреки демонстрирането на притъпяването на дневните ритми в експресията на часовникови гени и ефектори надолу по веригата в мастната тъкан, широките механизми на това как циркадният часовник води до дисфункция, илюстрирана в метаболитен синдром, остава загадка.

Новият доклад предлага допълнителни наблюдения на специфични за тъканите промени в условията на затлъстяване, когато няма докладвани дневни ритми. Те установяват, че индикаторите на възпаление, като F4–80 маркер на макрофагите, комплемент C3 и фактор на туморна некроза-α са били регулирани в затлъстялата мастна тъкан, докато съдовата възпалителна маркерна молекула на адхезия на съдови клетки-1 е била регулирана в затлъстелите аорти. Освен това инсулиновите сигнални пътища са били засегнати в затлъстелия черен дроб, но не и в мастната тъкан (Фиг. 1).

Авторите заключават, че въздействието на загубата на циркадни ритми при затлъстяване е особено очевидно в мастната тъкан и че възпалението, наблюдавано в тази тъкан, може да показва споделени механизми между тези два процеса. Prasai et al. също така предполагат, че сърдечно-съдовите тъкани могат да бъдат по-устойчиви на дисфункция на часовника в условията на затлъстяване и че тези тъкани може да се нуждаят от продължително излагане на нарушаване на часовника, преди да покажат нарушени ритми. Разликата между мастната и чернодробната тъкан в тяхната загуба на тактови ритми и наблюдаваната инсулинова резистентност подсказва, че в патогенезата на метаболитната дисфункция могат да действат различни механизми. Феномени като съвпадението на възпалението с дисфункцията на генния часовник в мастната тъкан от затлъстели мишки остават загадъчни. Те също така повдигат въпроси относно механизма, лежащ в основата на дивергенцията на увреждането на мастните и чернодробните часовници, и приноса на тъканно-специфичната дисфункция на часовника към патологията на диета, предизвикано от затлъстяване и други метаболитни синдроми.

Въпреки това, чрез изследване на измененията на физиологичните ритми в условията на затлъстяване, констатациите на авторите подчертават нови и важни пътища за разследване относно взаимодействията между здравето, болестите и циркадната система: Какви са дългосрочните последици от нарушаването на ритъма в метаболитни тъкани? Възстановяването на ритмите обръща ли или смекчава ефектите от затлъстяването или диабета? Могат ли дневните интервенции, базирани на ритъма, да работят при човешки популации, които са изложени на риск от метаболитен синдром?

Тъй като нивата на затлъстяване нарастват в развитите нации и нарастващите изисквания за живот в глобалното общество - работа на смени, пътуване на дълги разстояния и социално забавяне (16) - упражняват натиск върху поддържането на редовни дневни ритми, нарушаването на метаболизма и нарушаването на ритъма се превръща в тежест за здравните системи. Изясняването на многото начини, по които метаболитната дисфункция може да наруши часовника и как нарушаването на часовника може да направи тялото по-податливо на болести, трябва да бъде важна цел за бъдещи изследвания.

ПРИЗНАВАНИЯ

Не са докладвани потенциални конфликти на интереси, свързани с тази статия.

Бележки под линия

Вижте придружаващата оригинална статия, стр. 1981 г.