Cronobiologie și interacțiuni ale obezității între ritmurile circadiene și reglarea energiei
Abstract
Introducere
Starea actuală a cunoașterii
Legătură genetică între ceas și metabolism.
Poate că dovezile inițiale care sugerează o legătură între ritmurile circadiene și echilibrul energetic au provenit din studii epidemiologice care descriu un risc crescut de obezitate, astfel cum este definit de un IMC ˃30 kg/m 2, la lucrătorii în schimburi comparativ cu lucrătorii de zi [revizuit în (1)] . Cu toate acestea, aceste studii rămân complicate de o varietate de alte comportamente nesănătoase, care sunt frecvente la lucrătorii în schimb, cum ar fi dieta slabă, lipsa activității fizice și somnul insuficient. Prin urmare, descrierea primelor dovezi genetice care leagă sistemul de ceas circadian de reglarea energiei și metabolismul au furnizat un pas critic înainte pentru câmp, permițând o serie de studii biochimice, genetice, moleculare și fiziologice capabile să abordeze mecanismele și căile subiacente. În raportul inițial, șoarecii care adăposteau o mutație în gena circadiană de bază Clock (denumiți șoareci mutanți Clock) au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi (HF) și s-au observat că dezvoltă obezitate la o vârstă fragedă, precum și o varietate de metabolici și endocrini. anomalii în concordanță cu sindromul metabolic (2). În plus, ritmurile normale de hrănire diurne prezente la șoareci au fost în mod semnificativ tocite la șoarecii mutanți: pe un laborator standard 12-h ciclu de lumină: 12-h întuneric (12:12 LD), șoarecii nocturni consumă de obicei
75-80% din totalul caloriilor zilnice în timpul fazei întunecate; în schimb, șoarecii mutanți Clock consumă
50% (2). S-a arătat, de asemenea, că mutanții Clock prezintă niveluri reduse de expresie generală și un ritm diurn buntit al mRNA orexinei, un neuropeptid hipotalamic implicat în reglarea energiei (2). Luate împreună, aceste rezultate indică o disfuncție metabolică profundă și un dezechilibru energetic la acești șoareci care au un ceas circadian defect genetic.
La populațiile umane, studiile de asociere la nivelul genomului au relevat asocieri între variantele genei Mntr1b legate de ceasul circadian, care codifică receptorul de melatonină 1B, concentrațiile de glucoză în repaus alimentar și riscul de diabet de tip 2 (12-14). Melatonina hormonului pineal este sintetizată și eliberată cu o oscilație zilnică robustă, care este reglată de ceasul circadian maestru în SCN și expunerea la lumină ambientală (15). Variantele Mntr1b asociate cu un risc crescut de diabet de tip 2 par să afecteze negativ răspunsurile secretoare ale insulinei pancreatice ale celulelor β la stimularea glucozei (16). Variantele din nucleul genei ceasului circadian Crytochrome 2 (Cry2) au fost, de asemenea, asociate recent cu concentrațiile de glucoză în repaus alimentar și cu riscul de diabet de tip 2 (17, 18). Aceste rezultate oferă dovezi suplimentare, din partea populațiilor umane, pentru o relație genetică între sistemul ceasului circadian și funcția metabolică și riscul bolilor metabolice.