Группу возглавляли д-р Чаодонг Ву, доцент кафедры питания и пищевых наук Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Техаса AM, и д-р Дэвид Эрнест, профессор кафедры нейробиологии и экспериментальной терапии, Texas AM Health Science. Центр.Результаты исследования были недавно опубликованы на сайте Journal of Biological Chemistry.«Режимы сна и питания животных, в том числе людей, подвержены циркадной ритмичности», — сказал Эрнест. «И предыдущие исследования показали связь между нарушением регуляции циркадных ритмов или ритмов биологических часов и некоторыми нарушениями обмена веществ».
Ву сказал, что циркадные часы в периферических тканях и клетках определяют суточные ритмы и координируют многие физиологические процессы, включая воспаление и метаболизм.«И недавние научные наблюдения показывают, что нарушение регуляции циркадных часов играет ключевую роль в развитии метаболических заболеваний, включая ожирение и диабет», — отметил он.Он сказал, что это исследование подтверждает, что употребление нездоровой пищи вызывает проблемы со здоровьем, и что гораздо хуже есть нездоровую пищу в неподходящее время.
Это также указывает на то, что «лечение, основанное на времени, может обеспечить лучшее лечение метаболических заболеваний.«Чтобы укрепить здоровье человека, нам нужно не только есть здоровую пищу, но и, что более важно, вести здоровый образ жизни, который включает в себя воздержание от позднего сна и приема пищи на ночь», — сказал он.
Ву и Эрнест сказали, что, хотя предыдущие исследования с использованием мышей с генетической мутацией удаления основных генов часов показали, что конкретное нарушение функции циркадных часов изменяет метаболизм или вызывает ожирение, механизм остается неизвестным. В качестве ключевых компонентов воспаления при ожирении макрофаги, которые являются иммунными клетками, содержат автономные для клеток циркадные часы, которые, как было показано, блокируют воспалительные реакции.«Наша гипотеза заключалась в том, что чрезмерное питание вызывает нарушение регуляции циркадных часов, которое вызывает провоспалительную активность в жировой ткани.
Это затем ухудшает воспаление и отложение жира, что приводит к систематической инсулинорезистентности», — сказал Ву.Чтобы проверить гипотезу, команда провела эксперименты с «мышами-репортерами», в которых можно было отслеживать циркадную ритмичность различных типов клеток, наблюдая за их репортерной активностью.
Соответственно, мышей-репортеров переводили на 12-часовой цикл свет-темнота и кормили диетой с высоким содержанием жиров. Дополнительных мышей-репортеров кормили диетой с низким содержанием жиров, и они служили контролем.
В этом наборе экспериментов команда смогла охарактеризовать влияние диеты с высоким содержанием жиров на ритмику циркадных часов и воспалительные реакции в иммунных клетках или макрофагах.Чтобы дополнительно определить уникальную роль нарушения регуляции циркадных часов в метаболических нарушениях, команда провела эксперименты по «трансплантации костного мозга», в результате которых ритмичность циркадных часов была нарушена только в определенном типе иммунных клеток.
После кормления с высоким содержанием жиров пересаженных мышей использовали для сбора образцов крови и тканей. На мышах также был проведен ряд физиологических и иммунологических анализов.По словам Эрнеста, результаты показали, что во время ожирения, то есть когда мышей кормили диетой с высоким содержанием жиров, ритмичность суточных часов в иммунных клетках жировой ткани нарушается из-за длительного ритмического периода.
Это, в свою очередь, связано с повышенным накоплением иммунных клеток в жировой ткани и снижением чувствительности к инсулину всего тела.«Животные, соблюдающие диету с высоким содержанием жиров, демонстрируют метаболические проблемы, связанные с ожирением», — сказал Эрнест. «Проблемы усугубляются у животных, у которых нарушены циркадные часы в иммунных клетках».
Эрнест и Ву заявили, что исследование поможет тем, кто занимается здоровьем и питанием человека, лучше понять основные механизмы, связанные с ожирением и диабетом.