Χαλασμένο βιολογικό ρολόι φέρνει παχυσαρκία, διαβήτη

Όχι μόνο τι τρώμε αλλά και πότε

Αυτό είναι το συμπέρασμα της πρώτης μελέτης που αποδεικνύει πέρα από κάθε αμφιβολία ότι η δράση της ινσουλίνης ελέγχεται από τους κιρκαδικούς ρυθμούς του σώματος. Η νέα αυτή μελέτη, που διεξήχθη από ειδικούς του Πανεπιστημίου Βάντερμπιλτ και η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Current Biology», δίνει μια εξήγηση στο γιατί παίζει σημαντικό ρόλο όχι μόνο το τι τρώμε αλλά και το πότε τρώμε.

«Η μελέτη μας επιβεβαιώνει ότι για να διατηρήσουμε έναν υγιεινό τρόπο διατροφής και ζωής δεν είναι σημαντικό μόνο το τι και πόσο τρώμε αλλά και το πότε» ανέφερε ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Σου-κουν Σι που διεξήγαγε τα πειράματα της μελέτης σε ποντίκια στο Κέντρο Μεταβολικού Φαινοτύπου Ποντικών του Πανεπιστημίου Βάντερμπιλτ.

Οι προηγούμενες μελέτες

Τα τελευταία χρόνια πολλές μελέτες που έχουν διεξαχθεί τόσο σε ποντίκια όσο και σε ανθρώπους έχουν δείξει σύνδεση μεταξύ της λειτουργίας του βιολογικού ρολογιού του οργανισμού και διαφορετικών πτυχών του μεταβολισμού. Μέχρι σήμερα είχε γενικώς προκύψει ότι οι αλλαγές στον μεταβολισμό προκαλούνται εξαιτίας απόκρισης του οργανισμού στην ινσουλίνη, μια από τις πιο ισχυρές μεταβολικές ορμόνες. Ωστόσο, κανένας δεν είχε προσδιορίσει τι συμβαίνει σε ό,τι αφορά τη δράση της ινσουλίνης όταν οι κιρκαδικοί ρυθμοί του σώματος διαταράσσονται.

Καθώς τα ποντίκια είναι νυκτόβια, οι κιρκαδικοί ρυθμοί τους δίνουν μια αντίστροφη εικόνα σε σύγκριση με αυτή που αφορά τους ανθρώπους. Κατά τα άλλα, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι το «ρολόι» του οργανισμού των δύο ειδών λειτουργεί με σχεδόν ίδιο τρόπο σε μοριακό επίπεδο. Οι περισσότεροι τύποι κυττάρων περιέχουν τα δικά τους μοριακά ρολόγια, τα οποία στο σύνολό τους ελέγχονται από ένα κύριο βιολογικό ρολόι που έχει την έδρα του στον υπερχιασματικό πυρήνα του εγκεφάλου, στο πρόσθιο τμήμα του υποθαλάμου.

Μέτρηση του κιρκαδικού κύκλου απόκρισης στην ινσουλίνη

«Υπήρχαν υποψίες σχετικά με το ότι η απόκριση των κυττάρων μας στην ινσουλίνη ακολουθεί έναν κιρκαδικό κύκλο, ωστόσο είμαστε οι πρώτοι που μετρήσαμε αυτόν τον κύκλο» εξήγησε ο καθηγητής Μοριακής Φυσιολογίας και Βιοφυσικής στο Πανεπιστήμιο Βάντερμπιλτ και ένας εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, Οουεν ΜακΓκίνες και προσέθεσε: «Το κύριο ρολόι στο κεντρικό νευρικό σύστημα οδηγεί τον κύκλο και η απόκριση στην ινσουλίνη ακολουθεί».

Η ινσουλίνη, η οποία παράγεται από το πάγκρεας, παίζει ρόλο-«κλειδί» στη ρύθμιση του μεταβολισμού του λίπους και των υδατανθράκων από τον οργανισμό. Όταν τρώμε, το πεπτικό μας σύστημα διασπά τους υδατάνθρακες των τροφών στο απλό σάκχαρο γλυκόζη το οποίο και απορροφάται στην κυκλοφορία του αίματος. Τα υψηλά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα είναι τοξικά και έτσι, σε αυτό το σημείο, υπεισέρχεται η ινσουλίνη ένας από τους ρόλους της οποίας είναι να ενεργοποιεί τη διαδικασία μεταφοράς της γλυκόζης στα κύτταρά μας απομακρύνοντας την επιπλέον γλυκόζη από το αίμα. Συγκεκριμένα, η ινσουλίνη είναι απαραίτητη προκειμένου να μεταφέρει τη γλυκόζη στα ηπατικά κύτταρα, στα μυϊκά κύτταρα αλλά και στα λιποκύτταρα. Παράλληλα μπλοκάρει τη διαδικασία καύσης του λίπους για παραγωγή ενέργειας.

Τη δράση της ινσουλίνης μπορούν να επηρεάσουν πολλοί παράγοντες μειώνοντάς την – σε αυτήν την περίπτωση κάνουμε λόγο για αντίσταση του οργανισμού στην ινσουλίνη. Από τη νέα μελέτη προέκυψε ότι φυσιολογικοί ιστοί ποντικών εμφανίζουν σχετική αντίσταση στην ινσουλίνη κατά τη διάρκεια της αδρανούς φάσης της νηστείας ενώ γίνονται πιο ευαίσθητοι στην ινσουλίνη (επιτρέποντάς της έτσι να απομακρύνει ευκολότερα τη γλυκόζη από την κυκλοφορία του αίματος) κατά τη διάρκεια της δραστήριας φάσης της κατανάλωσης τροφής μέσα στον 24ωρο κιρκαδικό κύκλο. Το αποτέλεσμα είναι ότι η γλυκόζη μετατρέπεται αρχικώς σε λίπος κατά τη φάση της αδράνειας και στη συνέχεια χρησιμοποιείται για ενέργεια ενώ κατά τη φάση της υψηλής δραστηριότητας «χτίζει» άλλους ιστούς.

Ούτε μπουκιά μεταξύ δείπνου και πρωινού

«Για τον λόγο αυτόν είναι καλό να μην τρώμε τίποτα μεταξύ του δείπνου και του πρωινού την επόμενη ημέρα» ανέφερε ο καθηγητής Βιολογικών Επιστημών στο Βάντερμπιλτ Καρλ Τζόνσον, που ήταν επίσης εκ των επικεφαλής της μελέτης.

Οι ερευνητές μελέτησαν επίσης τι συνέβαινε στη δράση της ινσουλίνης όταν διαταράσσονταν οι κιρκαδικοί ρυθμοί ποντικών. Μια προσέγγιση που χρησιμοποίησαν ήταν η μελέτη ποντικιών τα οποία εμφάνιζαν έλλειψη ενός γονιδίου απαραίτητου για τη φυσιολογική λειτουργία του βιολογικού ρολογιού. Ανακάλυψαν ότι τα ποντίκια αυτά ήταν «κλειδωμένα» σε μια κατάσταση ινσουλινοαντίστασης καθόλη τη διάρκεια του κιρκαδικού κύκλου, μια κατάσταση συγκρίσιμη με εκείνη της φάσης αδράνειας/νηστείας. Όταν τα συγκεκριμένα πειραματόζωα ακολούθησαν διατροφή πλούσια σε λιπαρά έτειναν να λαμβάνουν περισσότερο βάρος και να αποθηκεύουν περισσότερο λίπος σε σύγκριση με τα υπόλοιπα. Ωστόσο όταν οι επιστήμονες εισήγαγαν στα ζώα την πρωτεΐνη που παρήγαγε το γονίδιο του οποίου εμφάνιζαν έλλειψη, είδαν ότι ο κιρκαδικός ρυθμός τους αποκαταστάθηκε, η ινσουλινοαντίσταση μειώθηκε ενώ σταμάτησε η αποθήκευση λίπους.

Πείραμα απορρύθμισης του βιολογικού ρολογιού

Μια άλλη πειραματική προσέγγιση που ακολούθησαν οι ειδικοί από το Βάντερμπιλτ αφορούσε την τοποθέτηση των ποντικών σε ένα δωμάτιο όπου τα φώτα ήταν συνεχώς αναμμένα – γεγονός που διατάρασσε τους κιρκαδικούς ρυθμούς. Σε αυτήν την περίπτωση οι ερευνητές είδαν πως τα ποντίκια αποθήκευαν περισσότερο λίπος και έπαιρναν περισσότερο βάρος όταν ακολουθούσαν διατροφή πλούσια σε λιπαρά σε σύγκριση με άλλα ποντίκια που δεν ζούσαν σε μονίμως… φωτεινό περιβάλλον – και αυτό ενώ κατανάλωναν λιγότερη τροφή.

Σημειώνεται ότι η παχυσαρκία και η ινσουλινοαντίσταση που τη συνοδεύει αυξάνουν τον κίνδυνο διαβήτη και καρδιαγγειακών νοσημάτων. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα νέα ευρήματα εξηγούν την αυξημένη συχνότητα εμφάνισης παχυσαρκίας και διαβήτη σε άτομα που δουλεύουν σε νυχτερινή βάρδια καθώς και σε όσους έχουν απορρυθμισμένο βιολογικό ρολόι εξαιτίας μη φυσιολογικών μοτίβων ύπνου.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι μια διατροφή πλούσια σε λιπαρά απορρύθμιζε το βιολογικό ρολόι ποντικών που ζούσαν σε έναν φυσιολογικό κύκλο ημέρας/νύχτας. Το γεγονός αυτό δίνει μια εξήγηση στο γιατί η πλούσια σε λιπαρά διατροφή οδηγεί σε αύξηση του βάρους.