Häiriintynyt vuorokausirytmi voi johtaa diabetekseen
Tutkijat havaitsivat tuoreessa tutkimuksessa, miten vuorokausirytmi ohjaa hiirien aivoissa ruokahalua sääteleviä hormoneja ja myös sitä, mihin vuorokauden aikaan ne kokevat näläntunnetta. Tutkijat toivovat, että nämä tulokset voivat lopulta muodostaa kuvan siitä, miksi unihäiriöt ja vuorotyöt johtavat liikalihavuuteen ja tyypin 2 diabetekseen
Jokaisella solulla kehossa on noin 24 tunnin molekulaarinen rytmi, joka ohjaa ns. kellogeenien rytmiä (sisäistä kelloa) ja joiden on osoitettu olevan tärkeitä aineenvaihdunnan säätelylle. Hiirillä, joilta puuttui molekulaarinen vuorokausirytmi, esiintyi lihavuutta, tyypin 2 diabetesta ja metabolista oireyhtymää. Molekulaarisen vuorokausirytmin on myös osoitettu olevan vuorovaikutuksessa ruokavalion kanssa, sillä rasvaiselle ruokavaliolle asetetut hiiret söivät siihen aikaan päivästä, kun he tavanomaisesti lepäsivät ja nukkuivat. Tähän asti on kuitenkin ollut epäselvää, missä määrin näitä ilmiöitä ohjaavat aivojen hermosolujen vuorokausirytmit.
Uudessa tutkimuksessa Uppsalan yliopiston ja Chicagon Northwesternin yliopiston tutkijat tekivät yhteistyötä selvittääkseen, miten geneettisin menetelmin voidaan vaikuttaa hiirten hypotalamuksessa sijaitsevien hermosolujen molekulaariseen vuorokausirytmiin. Tämä aivojen osa löytyy myös ihmisistä ja kaikista muista selkärankaisista ja se vaikuttaa muun muassa nukkumiseen, lämmönsäätelyyn, energia-aineenvaihduntaan ja ravinnonsaantiin.
Tutkimusta johti Jonathan Cedernaes, lääkäri ja tutkija Uppsalan yliopiston lääketieteen ja neurotieteen osastolta, yhdessä professori Joseph Bassin kanssa Northwesternin yliopistosta Chicagosta.
– Huomasimme, että toimivan vuorokausirytmin puuttuminen hypotalamuksesta sai hiiret syömään paljon enemmän vuorokauden aikana, verrattuna hiiriin, joilla oli normaali vuorokausirytmi. Huomasimme myös, että tämä epänormaali ravinnonsaannin rytmi johti hiirien aineenvaihdunnan heikkenemiseen, mm. alentuneeseen insuliiniherkkyyteen, rasvamassan kertymiseen ja painonnousuun. Tämä on saattanut johtua osittain kudosten häiriintyneistä rytmeistä eri puolilla kehoa, koska hiirien ravinnonsaanti on hyvin poikkeuksellinen, kertoo Jonathan Cedernaes.
Ravinnonsaannin rajoittaminen lyhyelle ajanjaksolle aktiiviseen osaan päivää, on osoitettu parantavan aineenvaihduntaa jopa ihmisillä. Tutkijat testasivat myös tämän vaikutusta.
– Havaitsimme, että kahden viikon lyhyemmät mahdollisuudet päivittäiseen kaloreiden saantiin johtivat hiirien aineenvaihdunnan normalisoitumiseen. Tiedämme jo, että kehon eri kudosten vuorokausirytmit joutuvat häiriötilaan esimerkiksi vuorotyön tai aikaerorasituksen takia. Tutkimustuloksemme osoittavat, että on mahdollista ehkäistä vuorokausirytmien negatiivisia vaikutuksia, erityisesti häiriöitä aivoissa, kontrolloimalla sellaisia tekijöitä kuten ruokailujen ajoittaminen, kertoo Jonathan Cedernaes.
Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että aivot ohjaavat nälkää ja kylläisyyttä sääteleviä hormoneja ympäri kehoamme, ne kohoavat ja laskevat paaston aikana tai aterioiden jälkeen, ja niillä on myös oma vuorokausirytminsä. Yksi tällainen hormoni on leptiini, joka ilmaisee kylläisyyden tunteen aterioiden jälkeen. Tämän hormonin perinnöllinen puutos aiheuttaa kontrolloimatonta painonnousua pienessä osassa ihmisiä.
Kyseisessä tutkimuksessa tutkijat totesivat, että leptiini ehkäisi näläntunnetta vain tiettyinä vuorokauden aikoina. Leptiini vaikuttaa moniin aivojen hermosoluihin, joista osaa ilmentää proteiini AgRP. Tutkijat havaitsivat, että näillä hermosoluilla on vuorokausirytminsä, joka vaikuttaa kehon kykyyn tuottaa verensokeria. On tiedetty, että AgRP-hermosolut säätelevät nälkää reagoimalla leptiini-hormoniin. Uusi tutkimus osoittaa, että AgRP-hermosolujen alkuperäisissä biologisissa prosesseissa on vuorokausirytmejä, jotka ohjaavat, kuinka hermosolut säätelevät näläntunnetta eri vuorokaudenaikoina. Lisäksi tutkimuksen tulokset osoittavat, että AgRP-hermosolut tarvitsevat muuttumattoman molekulaarisen vuorokausirytmin voidakseen reagoida normaalisti leptiini-hormoniin. Tämä on välttämätöntä, jotta ihmiset voivat ylläpitää normaalia painoa pitkällä aikavälillä.
– Tutkimustuloksemme on ensimmäinen askel ymmärrykseen siitä, miten tiettyjen hermosolujen rytmit aivoissa kontrolloivat aineenvaihduntaa ja näläntunnetta. Meidät ihmiset on luotu syömään ja käsittelemään ravintoa päivän aikana, mutta nyky-yhteiskunnassa näitä rytmejä häiritsevät useat eri tekijät, kuten unen puute, vuorotyö, rajoittamattomat mahdollisuudet nauttia energia- ja sokeripitoisia elintarvikkeita ja valolle altistuminen myöhään illalla, kertoo Jonathan Cedernaes.
– On oikeastaan todella kiehtovaa, että useimmat meistä tavallisesti kokevat näläntunnetta vain tiettyyn vuorokaudenaikaan, ja tällöin olemme tavallisesti myös hereillä. Toivomme, että lisätiedon avulla voimme torjua negatiivisia vaikutuksia, jotka aiheutuvat esimerkiksi vuorotyöstä, kuten epäsuotuisa painonnousu.
Lähde: Pressmeddelande Uppsala universitet
Artikkeli on julkaistu tieteellisessä Cell Metabolism -julkaisussa.
Kuva: pixabay.com
Viimeisimmät uutiset
