Биологические часы и сахар

Биологические часы - это то, что заставляет нас зевать поздно вечером и просыпаться утром (почти) в одно и то же время. Этот внутренний будильник работает отчасти автономно от астрономического времени, что хорошо известно всем, кто перелетал из одной часовой зоны в другую. Его также называют «циркадным ритмом».

Уровень глюкозы в крови – одна из первых хорошо изученных тем в современной биологии. Процессы, происходящие в печени, обеспечивает уровни глюкозы (сахара) в крови, достаточные для работы мозга, мышц и др.

Казалось бы, какая связь с биологическими часами? Связь есть, ее наблюдали и до появления этой статьи в Nature. Логичное объяснение ей – различная потребность в энергии днем и во время сна. Днем печень запасает в виде сахаров энергию, поступающую в кровь с едой. Ночью, когда человек спит, этот сахар высвобождается в кровь из печени, чтобы поддержать уровень энергии, необходимый организму в отсутствие еды. Если еды нет слишком долго, уровень сахара в крови может упасть ниже оптимального. Это вызывает то ощущение упадка сил и рассеянного внимания, которое возникает, если не есть день-два, например, находясь на диете.

А вот что не было известно до сей поры – как осуществляется эта взаимосвязь двух разных процессов? Вышедшая статья описывает новую функцию белка «криптохром», который и связывает эти процессы.

Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Диего (UCSD) и Академии наук Китая показали, что криптохром появляется в печени мышей периодически, и что его уровни синхронизированы с циркадными циклами. До этого было известно, что он регулирует процессы, связанные с биологическими часами у растений и животных. Местом его действия считалось ядро клетки. Ученые открыли, что он появляется периодически и в цитоплазме клетки у животных. Это и послужило отправной точкой дальнейшей работы. Ее результатом стало освещение нового механизма связи биологических часов и уровней сахара в крови.

Ранее считалось, что метаболизм и уровни сахара в частности регулируются гормонами, которые печень выделяет в кровь. Ощущения сытости и голода соотносится с уровнем глюкагона, который отвечает за процесс синтеза глюкоза в печени. Открытие функции криптохрома указывает на то, как эти гормоны, в свою очередь, регулируются в печени в зависимости от времени на биологических часах. По мнению исследователей, роль криптохрома может объяснить, почему люди, работающие по плавающему графику, чаще страдают расстройствами метаболизма, такими как ожирение и диабет.

Связь между нарушенным сном и проблемами обмена веществ была изучена ранее.

В экспериментах исследователи показали, что те мыши, у которых «сбиты» биологические часы, с большей вероятностью набирают лишний вес и заболевают диабетом. У таких мышей меняется активность криптохрома, но если восстановить часы и эту активность, мыши выходят из группы риска ожиреть и получить диабет. Все эти открытия вполне переносимы на людей, в силу того, что механизмы регуляции одинаковы у всех млекопитающих.

Теперь криптохром и его регуляция могут заинтересовать врачей и фарм-компании. Препараты против ожирения и диабета, особенно второго типа, востребованы в современном обществе как никогда. По результатам эпидемиологических исследований, количество больных диабетом в России составляет 8 млн человек. Из них зарегистрированы 2 млн. На 2009-ый год зарегистрировано 1,164 млн человек с ожирением.

Дмитрий Крылов, PhD, независимый эксперт по инновационным технологиям

Источник: http://www.voanews.com/russian/news/Technologies-with-Krilov/glucose-level-2010-09-22-103532904.html