Tutkimus yhdistää vuorokausirytmin häiriöt liikalihavuuteen ja diabetekseen.

Journal of Clinical Investigation -lehdessä julkaistussa uudessa tutkimuksessa tarkasteltiin näyttöä vuorokausirytmin häiriöistä, aineenvaihdunnan terveydestä ja vuorokausirytmin liikkumissyklin (kellosyklin) geeneistä.

Elämän päivittäiset rutiinit ovat yhteydessä ympäristöön, mikä johtaa vuorokausirytmien kehitykseen. Vihjeet, kuten lämpötila, auringonvalo, ruoka ja äänet, joita kutsutaan "zeitgebereiksi", sopeuttavat vuorokausirytmiä ulkoisiin olosuhteisiin. Yhä useammat todisteet yhdistävät vuorokausirytmin häiriöt eli zeitgeberit haitallisiin ihmisen elämänlaatuun. Kattava katsaus aineenvaihdunnan terveyden ja vuorokausirytmin geenien ilmentymisen välisestä suhteesta puuttuu. Tässä tutkimuksessa tiivistettiin ja vertailtiin eläinmalleista saatua näyttöä epidemiologiseen tietoon, jotta ymmärrettäisiin paremmin vuorokausirytmin häiriöiden ja kellogeenien ilmentymisen vaikutusta aineenvaihdunnan terveyteen liittyviin patologioihin.

Vuorokausirytmit eläinmalleissa

Eläinten vuorokausirytmien geneettiset ajurit löydettiin ensimmäisen kerran banaanikärpäseltä (Drosophila melanogaster), joka osoitti, että period-geeni (per) ja -proteiini (PER) olivat tärkeitä vuorokausirytmille. Jatkotutkimukset vahvistivat nämä tulokset ja tunnistivat lisää keskeisiä kellogeenejä, kuten aivojen ja lihasten ARNT-like 1 (BMAL1), kryptokromi (CRY) ja PER-ortologit (PER1–PER3).

Hiirillä, joilla oli mutatoituneita kellogeenejä, havaittiin muuttuneita ruokailuaikoja ja he kuluttivat enemmän kaloreita, mikä johti metaboliseen oireyhtymään ja liikalihavuuteen sekä aktiivisuusrytmin heikkenemiseen. Samanlaisia aineenvaihduntamuutoksia on havaittu muissa hiirimalleissa, joissa on mutaatioita molekyylikellon osissa.

Glukoosin homeostaasi ja geenien ilmentyminen

Glukoosihomeostaasia säätelevät tietyt geenisignalointimekanismit, joita kontrolloivat tietyt CCG:t. Tutkimus osoitti, että hiirillä, joilla oli normaali BMAL1:n ilmentyminen haiman β-soluissa, BMAL1/CLOCK-dimeerit sitoutuivat säätelykohtiin, mikä johti muiden kohteiden kuin maksasolujen transkriptioon. Hiirille, joilla oli heikentynyt BMAL1:n ilmentyminen, kehittyi glukoosi-intoleranssi.

Epidemiologiset ja väestötutkimukset

Yövuorossa työskentelevien epidemiologisista analyyseistä saadut alustavat todisteet viittaavat siihen, että vuorokausirytmin häiriöt muuttavat aineenvaihdunnan terveyttä. Nurses' Health -tutkimuksessa todettiin, että yövuorossa työskentelevillä osallistujilla oli lisääntynyt kalorien saanti, lyhyempi unen kesto ja heillä oli suurempi todennäköisyys olla ylipainoisia.

CCG-geenien ilmentyminen ja vuorokausirytmin häiriöt

18 sairaanhoitajan tutkimuksessa havaittiin, että vuorotyöntekijöillä oli vähemmän rytmisiä geenejä perifeerisen veren mononukleaarisoluissaan kuin päivävuorossa työskentelevillä. Toisessa 60 sairaanhoitajan tutkimuksessa havaittiin lähes kaikkien CCG:ien ilmentyminen eri tavalla. Erillisessä tutkimuksessa 22 osallistujalle kohdistettiin pakotettu 28-tuntisen vuorokauden desynkronointi, jossa unen alkamisaikaa siirrettiin neljä tuntia joka yö.

Aineenvaihduntapatologia ja CCG-geenit

CCG:n ilmentymisen ja aineenvaihdunnan terveyden välillä saattaa olla kaksisuuntainen yhteys, sillä aineenvaihdunnan terveyden heikkeneminen voi muuttaa CCG:n ilmentymistä kudoskohtaisella tavalla. Yhdessä tutkimuksessa, johon osallistui 28 lihavaa ja 21 hoikkaa naista, joilla ei ollut diabetesta, havaittiin useiden CCG:iden ilmentymisen muutoksia lihavilla henkilöillä.

Johtopäätös

Yhä useammat todisteet yhdistävät kellogeenien aktiivisuuden patologisiin aineenvaihduntatuloksiin. Vuorokausirytmiä häiritsevien aineiden vaikutus riippuu altistuksen kestosta ja laadusta. Pitkät vuorotyöjaksot voivat estää sisäelimiä palautumasta normaaleihin rytmeihin. Lisätutkimusta tarvitaan näyttöpohjan syventämiseksi ja näiden suhteiden ymmärtämisen parantamiseksi.