Исследователи обнаружили, что уровни различных типов жиров (липидов), содержащихся в наших мышечных клетках, варьируются в течение дня, иногда предпочитая один вид липидов другому. Могут ли быть в игре биологические часы?? Международная команда проверила гипотезу на добровольцах. Они синхронизировали основные часы каждого испытуемого, попросив их придерживаться ежедневного режима приема пищи и сна за неделю до эксперимента.
Каждые четыре часа исследователи брали очень небольшой образец мышечной ткани бедра и анализировали его липидный состав.
Команда наблюдала четкую корреляцию между липидным составом мышечных клеток и временем дня, — объясняет Говард Ризман из отдела биохимии факультета естественных наук UNIGE, который руководил исследованием в Женеве вместе с коллегой Чарной Дибнер из отделения внутренней медицины. Специальности, от Медицинского факультета, UNIGE. «Поскольку комбинация липидов существенно различалась от одного человека к другому, нам потребовались дополнительные доказательства, чтобы подтвердить эти выводы», — объясняет он.
На втором этапе исследователи переключились на эксперимент in vitro.
Они культивировали мышечные клетки человека и искусственно синхронизировали их в отсутствие главных часов, используя сигнальную молекулу, обычно секретируемую в организме. Исследователи наблюдали периодические изменения липидного состава клеток, аналогичные тем, которые они заметили у людей.
Но когда они нарушили часовой механизм, подавляя ответственные гены, периодически изменяющиеся вариации липидов в основном терялись.
Диабет и нарушения сна связаны
«Мы ясно показали, что такое изменение типов липидов в наших мышцах связано с нашим циркадным ритмом», — объясняет первый автор Урсула Лоизидес-Мангольд из отделения внутренних болезней медицинского факультета UNIGE. «Но главный вопрос еще не решен: для чего нужен этот механизм??"Ризман считает, что биологические часы в мышцах с их влиянием на липиды могут помочь в регулировании чувствительности клеток к инсулину. Действительно, липиды, являясь компонентом клеточной мембраны, влияют на способность молекул перемещаться в мышечные клетки и из них. Изменения в его составе могут регулировать чувствительность мышц к гормону, а также их способность усваивать сахар в крови.
Низкая чувствительность мышц к инсулину приводит к состоянию, называемому инсулинорезистентностью, которое, как известно, является причиной диабета 2 типа. «Исследования убедительно указывают на связь между циркадными часами, инсулинорезистентностью и развитием диабета», — объясняет Чарна Дибнер, соруководитель исследования. «Если мы установим связь между циркадными механизмами и диабетом 2 типа через метаболизм липидов, это может иметь важные терапевтические последствия. Благодаря нашим новым инструментам для изучения часов мышечных клеток человека in vitro, теперь у нас есть возможность исследовать эту гипотезу в нашем следующем исследовании."